电动汽车充电对配电网的影响及控制策略

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随着环境问题越来越受到国内外的广泛关注,节能环保成为各行各业的新主题,由于电动汽车具有节能环保的特点,近年来受到政策的大力支持发展迅速,然而电动汽车的充电行为又给配电网带来了诸多不利影响。一方面电动汽车采用用完即充的无序充电方式,当充电时间与配电网高峰期重合时,会提高波峰的上限,对配电网造成冲击;另一方面,由于电动汽车的充电桩含有大量非线性元件,在充电时会产生大量的谐波电流,影响电能质量。因此,本文针对电动汽车充电对配电网负荷的影响及谐波抑制策略展开研究。对于电动汽车充电对配网负荷的影响部分,本文通过预测电动汽车充电负荷和分析分时电价来指导电动汽车错峰充电。针对不同种类的电动汽车,考虑其日均行驶距离、电池负荷状态和用户行为特征等因素,分别建立了电动出租车、电动公交车、私人电动汽车的充电负荷预测模型。采用蒙特卡洛法对三种充电负荷预测模型分别进行仿真分析,得到不同种类电动汽车在用完即充的无序充电方式下的充电负荷分布曲线图。通过分时电价对私人电动汽车进行有序引导充电,以北京某小区的私人电动汽车充电行为为例,研究不同充电方式下对配电网负荷的影响。结果表明:在无序充电方式下,私人电动汽车充电负荷与高峰期重合,导致高峰期负荷增加1.73%;在有序充电方式下,私人电动汽车充电负荷与低谷期重合,低谷期负荷提升0.89%。对于谐波控制策略部分,基于比例积分(PI)控制的有源电力滤波器(APF)来补偿电动汽车充电谐波电流。针对其超调量较大、鲁棒性较差等问题,本文提出一种改进算法,通过引入粒子群算法(PSO)与模糊PI控制相结合的控制策略,提高谐波抑制效果。通过对PSO算法的权重值进行改进,提升PSO收敛的效果与速度。仿真实验表明:改进粒子群(IPSO)优化模糊PI控制APF使7k W电动汽车充电谐波畸变率下降22.68%,使60k W电动汽车充电谐波畸变率下降21.64%。
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