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随着地球资源和环境双重压力的不断增大,节能和环保促使人类加快了对新能源汽车的研发,电动汽车以其优越的性能获得了大众的青睐,而电动汽车普及的必要前提是电动汽车充电站的大规模建设。电动汽车充电站与配电网的交互影响是指电动汽车在停驶状态下接入电网时与电网实现能量和信息的双向交换关系,研究充电站与配电网的交互影响是电动汽车充电站规划设计以及电动汽车充放电接入和管理的基础。本文的围绕电动汽车充电站的动态特性研究充电站与配电网的交互影响,基于重庆充电设施建设现状及规划,立足于电动汽车充电站的模型建立和充放电特性分析,深入研究充电站接入配电网对公共连接点(Point ofCommon Coupling,PCC)电能质量和配电网负荷曲线的影响,充电产生的谐波对配电变压器的影响以及包含不同类型充电汽车的充电站充电功率需求建模问题。论文主要内容如下:
①建立电动汽车充电站的整体仿真模型。通过对充电站PCC节点的电能质量仿真分析及与实测数据对比发现,充电站中的非线性设备充电机会对配电网产生谐波污染,导致充电站的功率因数下降,造成PCC处电压波动;充电站中充电机台数不同对PCC处电能质量影响不同,随着充电机台数的增加PCC处各次谐波百分含量减少,变压器高压侧和低压侧的总谐波畸变率差值也降低。
②电动汽车规模化充电行为的时空不确定性,会增加配网负载且同时将造成系统电压失真,继而增加配网的网损,减少配网变压器的寿命。因此,在配网经济运行方面,针对渝北空港充电站,结合配网负荷数据,研究电动汽车充电对配网变压器产生的影响,能为更加完善地评估充电站接入对配网的影响奠定基础。
③针对重庆电网某10kV配电线路一次接线,考虑实际运行充电站工作时间的变化研究了充电站对其负荷曲线造成的影响。利用包含不同类型充电汽车的充电站充电功率需求模型,基于电动汽车的开始充电时刻、行驶里程、充电功率3个随机变量的概率模型,采用蒙特卡罗方法分析公用车辆和私用车辆比例不同时对其造成的影响,发现不同模式下的充电站运行均会加大配电网的最大负荷,为此须根据公用和私用车辆的运行特点制定合理的充电时间管理策略。