电动汽车充电谐波水平评估及治理方案研究

电动汽车的快速发展势在必行,其接入电网会产生大量谐波,且多位于配网末端,给配网电能质量提出严峻挑战,因此有必要对电动汽车充电设施进行建模仿真,评估其谐波影响水平。本文利用Matlab/Simulink设计了充电机接入电网模型与无源滤波器模型,建立了三相桥式不控整流充电机及无源滤波器的仿真模型,使用快速傅里叶变换进行了滤波前后谐波电流仿真分析。采用无源滤波器后电网侧各次谐波电流显著减少,电流总谐波畸变率和各次谐波电流含有率都有降低。     

电动汽车交流充电桩谐波分析及谐波抑制研究

交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施,利用车载式充电机为动力电池充电。随着电动汽车充电站日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。搭建了单相车载式充电机的完整模型,详细分析了其谐波特点和充电机台数变化对谐波含量的影响。针对充电桩的谐波问题,将有源电力滤波技术应用到交流充电桩中。在所搭建的仿真模型中,针对单相车载式充电机的负载特性,采用传统PI控制与重复控制相结合的复合控制方法,新型交流充电桩有效地抑制了车载式充电器谐波,提高电网侧电能质量。     

不同类型电动汽车充电机接入后电力系统的谐波分析

电动汽车充电站接入电力系统产生的谐波主要来自充电机的整流装置,因此有必要对由不同整流装置构成的充电机接入系统产生的谐波进行对比分析,为充电站的谐波治理和充电机选择提供依据。使用PSCAD软件设计了充电机谐波测量模型,建立了三相桥式不控整流充电机、12脉波整流充电机、脉宽调制整流充电机的仿真模型,使用快速傅里叶变换法测量了谐波,并对数据进行了对比分析。该模型能够为充电站选择充电机提供依据。该方法可用于集中式、采用常规充电方式的大型充电站接入系统的谐波分析。     

电动汽车充电站谐波特性分析与APF应用研究

为了抑制电动汽车充电站引起的谐波问题,在分析谐波产生的特性的基础上,选取APF对充电过程中产生的谐波进行治理。首先,指出电动汽车充电站中具有非线性特性的装置接入导致大量谐波注入到公共电网,危害电网的安全稳定运行;然后,搭建电动汽车充电机模型和含多台充电机的充电站模型,分析充电站内谐波电流的特性;提出采用APF装置对充电过程所产生的谐波进行抑制,并具体设计了指令电流运算电路和补偿电流生成电路。最后,通过Matlab仿真算例验证了所提治理措施的可行性和有效性。     

电动汽车高频充电机的谐波特性分析

电动汽车充电机作为非线性负荷大量接入电网会对电网提出很多新的挑战,将会对电网造成谐波污染。本文首先分析了高频充电机的功率需求,建立功率需求模型,在此基础上分析充电机功率特性和谐波电流的组成及其影响因素,搭建充电机接入电力系统的谐波分析模型。运用Matlab的Simulink和Sim Power Systems工具箱面向系统电气原理结构图的仿真方法,对系统进行了仿真分析,得到了单台高频充电机所产生的谐波的规律和特点。为预测充电站谐波污染情况,采取合理谐波抑制措施提供理论基础。     

纯电动汽车充电机模型

针对纯电动汽车充电机,使用传统建模方法对之进行统一建模相当复杂的问题,将充电机划分为若干级联子模块,分别研究各子模块二端口T参数等效模型,利用二端口T参数级联特性和各参数间的转换关系,推导出充电机在不同充电模式下的等效二端口模型。考虑到动力电池的负载效应,针对不同充电模式分别建立其带动力电池负载的模型并推导出用于稳态、动态特性分析和控制器设计的开环传递函数。该建模方法的优点是针对不同充电模式、不同的动力电池模型无需从头开始建模,只需改变对应子模块的参数即可得到新的模型。仿真分析和实验表明,等效二端口法是一种对充电机进行统一建模的有效工具,为充电机的分析和控制奠定了基础。     

电动汽车车载充电机接入住宅区配电网谐波研究

分析了车载充电机接入小区低压配电网产生的谐波特征。基于Simulink平台建立了含车载充电机的住宅区传统三相配电网和新型单相配电网仿真模型,结合对配电变压器阻抗特性的研究,对比分析了2种配电模式下不同数量电动汽车接入充电产生谐波的变化规律。结果表明:随着车载充电机接入数量增多,2种配电模式下的谐波电流变化平缓,但电压畸变率均明显增大;在相同数量充电机接入情况下,配电容量越大,系统电压畸变越小;单相配电的电压谐波畸变较三相配电可增幅70%以上,对谐波耐受力较差。     

电动汽车充电站仿真模型及其对电网谐波影响

电动汽车的普及与推广将引致对大功率充电设备的大量需求,采用现代电力电子技术的大功率充电机是高度非线性的用电设备,对电网产生的谐波影响不容忽视。其产生的谐波主要来自充电机的整流装置,基于此,论文从适应于大量电动汽车充电需求的合理充电技术和合理充电规模问题出发,分别建立单台充电机和充电站仿真模型,仿真分析单台和多台充电机工作时对电网电能质量的影响,重点研究各次谐波电流含有率、电流总谐波畸变率和功率因数随电动汽车充电功率的变化规律及其随充电机台数增加的变化规律。仿真结果表明:大功率充电时,随着充电机台数的增加,各次谐波电流含有率呈减小的趋势,小功率充电时,随着充电机台数的增加,各次谐波含有率变化较平缓;电流总谐波畸变率随充电功率的增大和充电机台数的增加呈减小趋势,而功率因数的变化则由充电功率与充电机数目的耦合机制决定。     

电动汽车充电机的谐波分析与治理

电动汽车充电机是非线性很强的负载,充电时会给电网带来较大的谐波污染,分析充电机谐波并进行谐波抑制对今后大规模充电站的建设具有重要意义。利用MATLAB/Simulink软件建立6脉波不控整流充电机模型,分析单台和多台充电机接入电网产生的谐波。最后,使用无源滤波器来抑制谐波,达到了预期效果,为今后大规模充电站建设提供一种理论参考。     

电动汽车三相不控整流充电机频域谐波模型

电动汽车充电站的谐波污染主要来自充电机前级的不控或相控整流电路,针对采用无源功率因数校正的三相不控整流充电机,分析其在充电电流连续和断续模式的工作原理,根据充电过程中电压和电流平衡方程,推导充电机的频域谐波耦合导纳矩阵,并由充电等效电路得到不同模式下的谐波导纳矩阵参数,由此建立电动汽车充电机频域谐波解析模型。该模型将充电机时域非线性特征转换成频域线性导纳矩阵,以表征其各次谐波电流与机端各次谐波电压的耦合关系。最后,通过仿真和实验分析验证了该模型的正确性。     

电动车充电站电能质量监测平台的研究

针对当今电动车充电站对电网侧电能质量的影响,特别是车载电动车动力蓄电池在充电过程中的电网谐波危害以及充电插、拔过程中出现的电压骤升、暂降等问题,设计了以电能芯片ATT7022C与ARM9处理器结合的、Lab VIEW为分析载体的电能质量综合平台。实施结果表明,本系统综合性强,可有效检测出多个电能质量参数及电网谐波变化规律,并为电动车充电站的充电机选择和技术改进提供了依据。     

基于新型四开关逆变器的集成式电动汽车充电器

对基于新型四开关逆变器的集成式电动汽车充电器进行研究。这种充电器通过重复利用逆变器、电机绕组、传感器以及控制和驱动电路,大幅降低了电机驱动和电池充电系统的成本、重量和体积。在分析集成式充电器的运行原理,并提出了其运行于电力拖动模式和电池充电模式时所采用的调制和控制策略,并在此基础上搭建了仿真模型。仿真结果表明,当这种集成式充电器运行于电力拖动模式时能够在电机绕组上产生正弦电流,使电机正常旋转;当其运行于电池充电模式时,能对电池进行充电,输入功率因数接近于1,输入电流谐波含量较低。     

电动汽车动力锂电池LCL型无线充电技术

为了满足电动汽车动力锂电池的充电需求,文中提出基于MERS(Magnetic Energy Recovery Switch,磁能再生开关)的LCL谐振型无线电能传输系统。该系统仅通过改变副边MERS的导通角,即可实现三种工作模式:恒流输出模式、恒压输出模式和最大功率输出模式。文中提出了系统模型,分析了LCL谐振型ICPT系统满足恒压、恒流、最大功率输出三种工作状态的条件;研究并建立了MERS的数学模型;搭建了Simulink仿真模型,仿真结果表明,本系统仅通过控制副边MERS的导通角α一个参数,可以实现电动汽车动力锂电池“先恒流后恒压”的充电需求,也可以实现当系统互感系数变化时系统维持在最佳工作点,而无需改变其他系统网络参数。该方案对改进电动汽车无线充电系统有一定的参考价值。     

基于实测数据的电动汽车充电站电能质量分析方法

电能质量检测分析是研究电动汽车与电网互动的前提和基础.而现有工作大都没有采用真实的数据进行充电站电能质量评估研究,已有的实测数据研究中时间分析尺度多为分钟级,且缺乏对不同类型充电站进行差异特性对比分析.为此提出一种基于实测数据的电动汽车充电站电能质量分析方法.首先通过充电平台数据可视化,提取综合充电站和公交充电站的实际...     

基于车辆时空状态链的电动汽车充换电需求模型

随着电动汽车普及,充换电设施网络整体规划建设已成为电动汽车产业发展的重要环节。整体考虑充电需求与换电需求,提出一种基于出行时空状态链的电动汽车充换电需求模型。首先,通过分析车辆行驶与停留多状态间相互转换过程,定义车辆出行时间链与空间链的特征量,并设计车辆状态转移矩阵。然后根据多种充换电模式,以及温度对单位里程耗电量影响,构建电动汽车充换电需求模型。最后,提出基于自适应混合细菌觅食算法,计算车辆处于充电需求时,多种充电模式选取情况。算例分析表明,该模型可以准确模拟用户出行规律,体现电动汽车在行驶与停留多状态下的充换电需求时空分布特点。     

电动汽车日充电负荷需求模型比较分析

电动汽车大规模充电将给电网运行带来的巨大的挑战,有效准确地预测电动汽车充电功率需求对于减少其对电网产生的不利影响具有重要意义。文以电动汽车日充电负荷需求模型为研究对象,总结了当前主要的负荷需求模型,即从单电池、单充电机、日行驶里程和单位时刻四个不同角度建立的电动汽车负荷需求计算模型,并分别对模型机理和数学描述两方面分别进行了阐述,比较分析了这四种模型的性能和适用范围,最后结合各模型优点提出了一种改进的负荷需求模型,并指出其仿真分析流程。     

考虑电动汽车的微电网复合储能容量优化配置

复合储能在微电网功率平衡、平抑可再生能源波动、提高电池使用寿命等方面有着显著作用,是未来微电网储能发展方向之一。针对含有风力发电和光伏发电的微电网,考虑微电网中电动汽车有序充放电,建立复合储能容量优化模型。通过经验模态分解分割平抑任务,最后利用粒子群优化算法对所搭建模型进行求解。比较无电动汽车、电动汽车随机充电和有序充放电3种模式下的容量优化配置结果。通过搭建仿真,对有序充放电模式下复合储能的功率分解以及荷电状态进行分析,验证了该方法在平抑波动方面的有效性。     

计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法

电动汽车充电负荷受气象因素影响显著,且在不同区域显示出相应的特征.提出一种计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法,以便更准确掌握电动汽车充电需求.首先,建立车载空调耗电量和车载电池容量随气温变化的关联模型,分析不同气象条件下电动汽车的充电需求.其次,建立适宜气象条件下区域电动汽车充电负荷时空分布模型框架.进而,引入...     

基于Hotelling模型的充电服务费双寡头联盟定价方法

为了减少电动汽车充电负荷大规模接入对电网安全稳定运行的负面影响,针对含有多主体运营商充电站的充电市场竞争定价问题,提出了基于Hotelling模型的充电服务费双寡头联盟定价方法。首先,分析了多元充电市场中电网公司、充电站运营商和电动汽车用户各自的利益追求。其次,利用Hotelling模型刻画了充电需求受价格引导的分布特性,设计了多元活性充电市场中的充电站运营商充电服务费定价方案。最后,通过仿真算例分析,验证了所提充电服务费双寡头联盟定价方法的有效性。