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        電動(dòng)汽車(chē)接入配電網(wǎng)的評(píng)估方法探討

        2016-04-07 06:11:11張明華菏澤學(xué)院物理與電子工程系山東菏澤274015
        電子制作 2016年2期
        關(guān)鍵詞:居民區(qū)菏澤住戶

        張明華 菏澤學(xué)院物理與電子工程系 山東菏澤 274015

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        電動(dòng)汽車(chē)接入配電網(wǎng)的評(píng)估方法探討

        張明華 菏澤學(xué)院物理與電子工程系 山東菏澤 274015

        【文章摘要】

        隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及,電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模接入電網(wǎng)充電,將對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行與規(guī)劃產(chǎn)生不可忽視的影響。電動(dòng)汽車(chē)充電將導(dǎo)致負(fù)荷增長(zhǎng),若大量電動(dòng)汽車(chē)集中在負(fù)荷高峰期充電,將進(jìn)一步加劇電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差,加重電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。本文提出一種基于居民區(qū)配電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)接納能力評(píng)估方法,并且給出了一種居民區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷計(jì)算方法。

        【關(guān)鍵詞】

        配電網(wǎng);電動(dòng)汽車(chē);負(fù)荷計(jì)算

        隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供給、環(huán)境污染之間的矛盾的日益激化,節(jié)能降耗,減少對(duì)化石燃料的依賴,已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)是電力系統(tǒng)的新型負(fù)荷,其充電在時(shí)間和空間上都具有隨機(jī)性,且大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)的集中充電將極大影響傳統(tǒng)負(fù)荷曲線,影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,研究配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車(chē)群體接入能力評(píng)估方法尤為重要。

        1 居民區(qū)住戶分析

        由于居民區(qū)數(shù)量龐大、配電網(wǎng)的容量配置多樣,完全獲取大量居民區(qū)配電網(wǎng)負(fù)荷的數(shù)據(jù)較為困難。本文從居民區(qū)配電容量設(shè)置和負(fù)載水平的分析出發(fā),結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)的充電需求特點(diǎn),得到在不升級(jí)配電網(wǎng)容量的條件下,現(xiàn)有配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷的能力。

        由于居民區(qū)住戶數(shù)量存在差異,根據(jù)某市居民區(qū)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),居民內(nèi)住戶數(shù)量主要分為6個(gè)等級(jí)。每個(gè)數(shù)量級(jí)的居民區(qū)分布百分比如表1所示。

        圖1-1 基于居民區(qū)配電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)接納能力評(píng)估方法流程圖

        表1 居民區(qū)用戶數(shù)量級(jí)分布情況

        2 評(píng)估方法流程

        圖1展示了居民區(qū)配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車(chē)充電能力評(píng)估方法流程圖。首先,依據(jù)區(qū)域內(nèi)單個(gè)居民區(qū)內(nèi)住戶數(shù)量分布,隨機(jī)生成區(qū)域內(nèi)每個(gè)居民區(qū)住戶數(shù)量。然后,根據(jù)居民區(qū)住戶數(shù)量,結(jié)合不同居民區(qū)類型所對(duì)應(yīng)的居民區(qū)計(jì)算負(fù)荷值可依次得到居民區(qū)用電負(fù)荷,居民區(qū)配電變壓器總?cè)萘浚用駞^(qū)配電變壓器最大負(fù)載率。同時(shí),根據(jù)居民區(qū)住戶數(shù)和電動(dòng)汽車(chē)滲透率,得出居民區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量。再依據(jù)居民區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)充電規(guī)律,得到電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷。在獲取居民區(qū)配電變壓器負(fù)載率和居民區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷的基礎(chǔ)上,可進(jìn)行居民區(qū)接納電動(dòng)汽車(chē)充電能力的評(píng)估。本章分別針對(duì)居民區(qū)無(wú)負(fù)荷增長(zhǎng)、居民區(qū)負(fù)荷以不同增長(zhǎng)率增長(zhǎng)以及單個(gè)居民區(qū)存在極端用電負(fù)荷等不同情況下的配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車(chē)充電能力進(jìn)行了評(píng)估和分析。

        3 居民區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷計(jì)算

        式(1)表示某一確定居民區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)最大充電功率。

        式(2)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)充電同時(shí)率的計(jì)算:

        在無(wú)序充電或者不同智能充電策略下,同時(shí)率存在差異。計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)充電同時(shí)率時(shí),首先,計(jì)算得到電動(dòng)汽車(chē)一天(24小時(shí))充電的功率分布。然后,根據(jù)充電功率分布可以得到一天內(nèi)充電功率最大的時(shí)間點(diǎn)以及其對(duì)應(yīng)的充電功率。該最大充電功率與所有電動(dòng)汽車(chē)同時(shí)充電的總充電功率的比值即為電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷在負(fù)荷高峰時(shí)的同時(shí)率。

        根據(jù)無(wú)序充電的特性曲線以及居民區(qū)用電負(fù)荷特性,電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷恰與居民用電峰荷形成疊加,造成“峰上加峰”。因此,本文假設(shè)居民區(qū)用電負(fù)荷最大值與居民區(qū)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷最大值同時(shí)出現(xiàn)。同時(shí)假設(shè)不同居民區(qū)內(nèi)所有電動(dòng)汽車(chē)日行駛里程、電動(dòng)汽車(chē)駛?cè)腚x開(kāi)時(shí)間均具有相同的分布特性。

        假定居民區(qū)內(nèi)所有電動(dòng)汽車(chē)駕駛、充電行為如下:百公里電耗為15kWh;電動(dòng)汽車(chē)在最后一次出行返回后開(kāi)始充電;每次充電都將電池充滿;充電開(kāi)始時(shí)刻、日行駛里程為相互獨(dú)立的隨機(jī)變量;每輛電動(dòng)車(chē)都配有充電設(shè)備,且不存在排隊(duì)擁堵現(xiàn)象;根據(jù)上述假設(shè),開(kāi)始充電時(shí)間為最后一次出行返回時(shí)刻,其概率密度函數(shù)為:

        日行駛里程滿足如下對(duì)數(shù)正態(tài)分布,其概率密度函數(shù)為:

        4 結(jié)語(yǔ)

        電動(dòng)汽車(chē)以其良好的環(huán)保效應(yīng)和靈活多樣的能源利用形式,已成為國(guó)際社會(huì)普遍公認(rèn)的汽車(chē)工業(yè)的重要發(fā)展方向之一。本文基于居民區(qū)用電負(fù)荷計(jì)算方法,,通過(guò)建立數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型,提出了一種居民區(qū)配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車(chē)充電能力評(píng)估方法。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]張文亮,武斌,李武峰,來(lái)小康.我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及能源供給模式的探討[J].電網(wǎng)技術(shù),2009.

        [2]陳磊,黃琦,張昌華等.考慮故障影響的電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)控制策略的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2012.

        張明華(1985-),男,山東菏澤人,助教,碩士

        【作者簡(jiǎn)介】

        中圖分類號(hào):TM715

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        基金項(xiàng)目:菏澤學(xué)院科學(xué)研究基金(XY14B003)

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