大规模电动汽车并网系统电压稳定性研究

目前,随着环境污染等问题不断加重,发展电动汽车成为降低污染,开发新能源,提高能源使用率的一种有效途径。因此,社会各届都已经开始研究、开发电动汽车相关的技术。本文介绍电动汽车的基本原理、并网特点、应用现状及技术发展趋势,重点介绍了电力系统电压稳定和控制的概念,对不同渗透率下电动汽车充电行为对电网电压稳定性的影响进行了研究,运用PAST软件建立电动汽车并网系统仿真模型并进行仿真分析,运用连续潮流法搜索大规模电动汽车并网后系统的分岔点,从而深入分析其对电网电压稳定性的影响机理。(1)学习和掌握电动汽车的基本原理、并网特点、应用现状及技术发展趋势。(2)学习和掌握电力系统电压稳定和控制的基本概念和基本原理,(3)学习并熟练应用基于MATLAB的电力系统分析工具箱PSAT。(4)研究连续潮流法(CPF),熟练掌握PSAT提供的连续潮流计算模块。(5)在美国3机10节点系统基础上规模化接入电动汽车负荷,运用PSAT建立电动汽车并网系统仿真模型,应用连续潮流计算模块进行仿真分析,搜索影响系统电压稳定性的分岔点,研究不同渗透率下电动汽车充电行为对系统电压稳定性的影响,深入分析大规模电动汽车并网对系统电压稳定性的影响。
目录
一 绪论 1
1.1前言 1
1.2电动汽车的研究现状 1
1.3本文的主要工作 2
二 电动汽车的负荷特性 3
2.1前言 3
2.2充电时电动汽车的负荷特性 3
2.3电动汽车负荷波动的相关 4
2.4本章小结 5
三 电网的电压稳定性 6
3.1前言 6
3.2基本概念 6
3.3静态电压的稳定性 7
3.4本章小结 8
四 连续潮流法概述及应用综述 9
1.1前言 9
1.2连续潮流需要注意的问题 10
五 电动汽车并网电压稳定性研究 11
5.1前言 11
5.2搭建电动汽车并网模型 11
5.3静态电压稳定性的计算 13
5.4本章小结 15
六 总结 17
谢辞 18
参考文献 19<
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br /> 一、 序章
1.1前言
随着全球能源危机的不断深化,石油资源日益枯竭和全球变暖,空气污染和气候变化的不良影响也在不断地影响着我们的生活。节能减排的重大意义,开始被世界各国意识到。根据我国现状,最大的石油消费终端就是汽车,随着全球能源危机的不断深化,石油资源日益枯竭和大气污染,全球变暖的危险,各国政府和汽车企业普遍意识到节能减排是未来汽车技术发展的主要方向,作为新一代交通工具,在节能减排,减少人类对传统化石能源的依赖电动汽车无可比拟的优势。电动汽车有接入电网供电能力,受到政府的广泛关注。
因此,世界各国开始大力发展电动汽车的相关技术,而电动汽车在我国也开始被大量的投入使用和运行。限于电动汽车的起步阶段,电动汽车主要类型是纯电动汽车。电动汽车,顾名思义电动汽车是直接在接入电网进行充放电的,电动汽车并网对电网的影响与其他用电负荷有着不同的影响。大规模的电动汽车并网对电网的稳定性有着很大的影响。所以,在这里本文会介绍电动汽车的基本原理和并网特点,接着会介绍电网稳定性会受其怎样的影响。
1.2电动汽车的研究现状
国内外都开始着手发展电动汽车相关的技术,至今美国已投入了上百亿资金用于电动汽车相关技术开发和研究。英、法、德等国家也投入巨资研究开发电动汽车相关的技术。而电动汽车最关键的问题还是它电池和充放电相关的问题。
因此国内外做了许多对于电动汽车充放电对电网的影响方面的研究,电动汽车充放电对电网的影响十分巨大,会引起电网的不稳定,甚至于使电网瘫痪,大规模的使用电动汽车会让电网的负荷变大,从而进一步影响到电网的稳定性与安全性。
我国对于电动汽车并入电网的电压稳定性研究不多,对电动汽车的研究主要集中在对输电网和配电网的影响方面,我国比较重视电网安全方面的研究,在电动汽车大规模的并网情况下,电网的波动会比较大,进而会影响到电网的安全,尤其峰值时会对电网有着巨大的压力,因此我国在这方面也做出了许多措施。素颜为了减少电动汽车充电峰谷时对电网的影响、减少电网负荷这一目的,我国在电网的安全,电力的合理分配上做出了很大研究。
由此我们可以知道电动汽车充电对电网的稳定性有着很大的影响,而大部分的研究也都集中电动汽车充放电对电网稳定性的影响之中。而电网电压的稳定性关系到电网安全,影响到各方面用电的安全与稳定。
1.3本文的主要工作
(1)学习和掌握电动汽车的基本原理、并网特点、应用现状及技术发展趋势。
(2)学习和掌握电力系统电压稳定和控制的基本概念和基本原理,
(3)学习并熟练应用基于MATLAB的电力系统分析工具箱PSAT。
(4)研究连续潮流法(CPF),熟练掌握PSAT提供的连续潮流计算模块。
(5)在美国3机10节点系统基础上规模化接入电动汽车负荷,运用PSAT建立电动汽车并网系统仿真模型,应用连续潮流计算模块进行仿真分析,搜索影响系统电压稳定性的分岔点,研究不同渗透率下电动汽车充电行为对系统电压稳定性的影响,深入分析大规模电动汽车并网对系统电压稳定性的影响。
二、 电动汽车的负荷特性
2.1 前言
随着全球能源危机的不断深化,石油资源日益枯竭,空气污染和气候变化的不良影响也在不断地影响着我们的生活。政府也开始加大对电动汽车投入,现在许多地方买电动汽车都有政府补贴,从而使电动汽车得到推广和发展。现在,电动汽车主要还是大型客车和小型汽车,它们的充电的负荷特性也略有不同,因此,这一章将简要介绍电动汽车的负荷特性。
2.2充电时电动汽车的负荷特性
电动汽车使用的主要能源是电力,一般是来说是由充电电池供电,电池充电时,就如同电力负荷。现在一般的车用充电电池都是锂电池,因为锂电池有很多优点:容量大、使用的时限长、价格相对便宜、安全性高,而且充电的效率高,是如今最优的选择。
电动汽车,顾名思义是以电为主要能源,并且需要时常的充放电。当然电池的充电效率是电动汽车开发研究中重点关注的地方,因此,我们需要了解电动汽车电池的充电效率和电动汽车电池充电所需要注意的地方。电动汽车充电的效率有波动,在此我们取近似的图形,如下所示:
图22电动汽车充电功率图
从上面的图形,不难看出电动汽车电池的充电时其的充电功率是相对稳定的,在充电初期至中期都相对稳定在一个功率上,而充电相对饱满后,其充电功率会慢慢的下降至零。所以我们可以知道电动汽车电池充电在电力未饱满前充电功率会相对稳定,所以在实验中我们可以近似的认为电动汽车充电功率是近似一个固定值,是相对稳定的。
2.3电动汽车负荷波动的相关因素
电动汽车有不同的用途,而根据电动汽车不同的使用情况,一般也分为好几种充电模式。第一种汽车,因其使用时间不确定,随机性强,往往会因各种情况需要紧急快速的充电,所以要求充电的功率大,充电的电流大,充电所需的时间短。第二种汽车,有固定的相对使用时间,也有相对固定的充电时间,对充电没有特殊的要求,考虑到经济问题,所以充电时间长,充电的大电流,充电的功率也比较小,但相对其他两种比较有经济性。第三中是电动汽车电池更换,其优点是方便快捷,但相对其他两种来说成本比较高。

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