基于隨機等效電路分析評估電動汽車電能品質(zhì)

隨著電動汽車的大規(guī)模使用及接入電網(wǎng)，對電力系統(tǒng)的規(guī)劃運行、電能品質(zhì)等產(chǎn)生較大影響。若無法有效調(diào)控電動汽車接入電網(wǎng)的行為，則會對電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性以及電能品質(zhì)產(chǎn)生影響，這一結(jié)果將反過來造成電動汽車電池容量降低、功率輸出不穩(wěn)定等問題。目前，有各種先進(jìn)的技術(shù)用來改善該問題，試圖將大量電動汽車接入電網(wǎng)這一行為對電網(wǎng)電能品質(zhì)的影響降到最低。在應(yīng)用這些先進(jìn)技術(shù)前，需要對它們可能造成電能品質(zhì)的影響進(jìn)行評估。對此，基于隨機等效電路分析方法，給出一種電能品質(zhì)評估方法，實現(xiàn)對電動汽車以及電網(wǎng)電能品質(zhì)的評估。

利用隨機等效電路分析時，將接入電網(wǎng)的電動汽車用等效電路代替，這種等效電路與戴維南電路具有相似的結(jié)構(gòu)。不同的是，這種隨機等效電路可以對電壓幅值和相位進(jìn)行定義。將所有接入電網(wǎng)的電動汽車表示為隨機等效電路之后，通過并聯(lián)的方式連接。連接后的電路則表示所有接入電網(wǎng)的電動汽車。對于每一個隨機等效電路通過3個參數(shù)來表征：電壓幅值、相位和頻率。所有的隨機等效電路可以通過一個三維矩陣來表征，之后在頻域范圍內(nèi)結(jié)合一個隨機概率分布對這個三維矩陣進(jìn)行賦值。由于矩陣中0元素較多，因而采用稀疏矩陣的表示形式，既能減小存儲空間又能減少計算時間。將接入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量看作泊松分布，接入電動汽車的充電時間看作指數(shù)分布，因而可得到不同時刻的三維矩陣。將不同時刻的三維矩陣與判斷矩陣（各電動汽車正常的電壓幅值、相位和頻率矩陣）進(jìn)行對比，記錄出現(xiàn)電壓偏差、相位偏移和頻率偏差的次數(shù)，依次作為電網(wǎng)輸入到電動汽車中電能品質(zhì)的評價指標(biāo)。為幫助設(shè)計人員使用所提出的隨機等效電路分析方法，開發(fā)了電能品質(zhì)圖形用戶（GUI）界面。界面包含3個主要部分：電動汽車表征、電力系統(tǒng)表征和隨機等效電路分析。為驗證該分析方法的有效性，將一個電儲能器（EAU）接入電網(wǎng)的實例進(jìn)行上述隨機等效電路分析，對比結(jié)果顯示所給出的方法能夠準(zhǔn)確地對電能品質(zhì)進(jìn)行評估。

Rodney Yeu et al.SAE 2016-01-1988.

編譯：陳丁躍