电动汽车充电站大规模接入

2020 4 6 1 论文主要内容 2020 4 6 2 充电站的研究背景和意义 2020 4 6 3 充电站负荷建模原理 2020 4 6 4 充电站负荷建模原理 采用混合建模思想 将电动汽车充电站中的储能和充电机系统分别单独建模 将两者各自等效为电力系统中的常见模型 从而简化一体站建模过程 本文基于幂函数模型 将充电机系统等效为恒功率负荷 储能系统等效为恒定容性阻抗负荷 并用相应的幂函数模型表示 忽略频率影响时可表示为 根据和取值不同 得出不同性质的幂函数模型 2020 4 6 5 储能系统工作方式及模型 储能装置是一种高能电池 如磷酸铁锂电池 铅酸电池 根据锂离子电池的充电特性可将其等效为一种恒定阻抗型负荷 容性 而充电站内的整流 逆变环节中的开关管可以简化为零阻抗器件 将整个储能电池及储能充电装置视为一个整体 对于系统来说该整体就是一个恒定容性阻抗负荷 2020 4 6 6 储能系统建模数据及模型 表1不同平滑效果下各评估系数 按照功能效益最优化的思想配置充电站内的储能容量 在新负荷值占原来比重处在50 到60 的区间内 H值上升较快 且平滑效果可以接受 适宜作为性能 经济效益综合考虑后的最优配置方案选取域 2020 4 6 7 充电机组建模数据及模型 2020 4 6 8 将统计得出的充电站车流量数据分时段进行数据拟合 选择适合的分布函数 计算出各时段车流量的95 置信区间 选取靠近区间上限的整数为该时段的车流量逼近值 再拟合出充电站一天内的车流量曲线 图中以03 00 06 00时段的车流统计数据为例 充电机组建模数据及模型 2020 4 6 9 充电机组建模数据及模型 表2三各时段tlocation scale分布的95 置信区间 选取靠近区间上限的整数为该时段的车流量逼近值 分别为5 11 8 7 13 7 并依据上述数据点拟合出充电站的日车流量曲线 2020 4 6 10 充电机组建模数据及模型 图2 3 不控整流 隔离DC DC变换器 结构充电机拓扑图 仿真模型采用 不控整流 隔离式DC DC变换器 式充电机 由工频变压器 三相不控整流和高频变压器隔离DC DC变换器等组成 这种充电机的特点是直流侧电压纹波小 动态性能好 高频隔离 体积小 成本相对较低 运行稳定性高 2020 4 6 11 充电机工作原理及模型 充电机组负荷特性 三阶段 稳定阶段最长 等效模型 初始阶段 稳定阶段和涓流充电阶段 80 以上为稳定充电阶段 单台充电机对电网的有功需求基本稳定 图4充电过程电池端电压及电网侧有功变化曲线曲线 2020 4 6 12 恒定容性阻抗型负荷 充电站 恒功率负荷 光储充站混合负荷模型 2020 4 6 13 光储充站混合负荷模型 2020 4 6 14 仿真分析充电站大规模接入对主干网的影响 图5 3仿真网络结构图 2020 4 6 15 仿真分析充电站大规模接入对主干网的影响 2020 4 6 16 仿真分析充电站大规模接入对主干网的影响 2020 4 6 17 结论 根据现有的网架结构 如果将电动汽车充电站这一大功率波动性负荷大规模的接入主干网会造成主网母线电压 频率不同程度的跌落 严重影响电网安全稳定运行 未来发展建设中 可考虑应增加对充电站的电力供应或为大型充电站架设