《电气毕业论文电动汽车对电网的影响研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气毕业论文电动汽车对电网的影响研究（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电动汽车对电网的影响研究摘要随着能源日益紧和低碳经济的需要，各国都在努力摆脱对不可再生资源的依赖，这时，电动汽车应时代要求而出现。电动汽车的出现可以降低对石油的依赖程度，并且降低碳的排放量，发展高效、清洁的电动汽车，是降低化石能源依赖性和缓解大气污染的有效途径。本文首先依据电动汽车的充电模式对汽车充电负荷进行分类。然后分析电动汽车充电负荷的特殊性对配电网负荷预测的影响，从而影响充电设施建设和配电网的规划。最后阐述谐波对电力系统的影响，对电动汽车充电站接入电力系统产生的谐波进行理论分析。关键字：电动汽车；配电网；负荷预测；谐波The influence of electric vehicles
2、on the electric networkAbstractWith the growing tension and the need of low-carbon economy, the countries are trying to get rid of the dependence on non renewable resources, at this time, electric vehicles should be the era of the emergence of. Electric vehicle can reduce dependence on oil and reduc
3、e carbon emissions, efficient development, clean electric vehicle is reduce fossil energy dependence and effective way to alleviate the air pollution.In this paper, the charging load of electric vehicle is classified according to the charging mode of electric vehicle. Then it analyzes the impact of
4、the particularity of the electric vehicle charging load on the load forecast of the distribution network, and thus affects the charging facilities and the distribution network planning. At last, the influence of the harmonic on the power system is analyzed, and the harmonic of the electric vehicle c
5、harging station is analyzed theoretically.Keywords:Electric car;Distribution network;Load forecasting;Harmonic目 录摘要IAbstractII1绪论11.1课题研究背景及意义11.2电动汽车发展现状11.2.1国电动汽车发展现状11.2.2国外电动汽车发展现状21.3 国外研究现状21.3.1 电动汽车充电负荷31.3.2 电动汽车接入对配电网的影响41.4 论文主要研究容52 电动汽车负荷分类62.1 电动汽车充电模式62.2 影响充电负荷的因素72.3 电动汽车充电负荷分类72.4
6、 本章小结83 电动汽车对配电网负荷预测的影响93.1 传统配电网负荷预测93.2 修正配电网负荷预测103.3 本章小结114 电动汽车充电站接入对电网的谐波影响134.1 充电机的结构134.2 谐波对电力系统的影响134.3 电动汽车接入对电网的谐波影响理论分析154.3.1 谐波分析154.3.2 电动汽车充电机谐波理论分析164.3.3 电动汽车充电站谐波理论分析184.4 本章小结18结论20参考文献20致谢23 .专业.专注. 1绪论1.1课题研究背景及意义随着人民生活水平的不断提高,人们对能源问题和环境问题的关注也在不断提高,空气污染是环境污染中特别重要的一个部分,空气污染不仅
7、会危害人类的身体健康,还会影响植物的生长、改变地球的气候,给人类的日常生活带来非常严重的不利影响。电动汽车具备接入电网进行电能补给的能力，受到各国政府的广泛关注。在美国，能源部牵头实施了EV Project计划，通过免费为电动汽车的用户建设家用充电桩来推广电动汽车的使用。中国在2009年1月，财政部、科技部发布了关于开展节能与新能源汽车示推广试点工作的通知，提出了“十城千辆”的大规模示应用计划。目前，电动汽车主要分为插入式混合电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle ，PHEV) 和纯电动汽车(battery electric vehicle ，BEV) 。随着
8、未来电动汽车的普及，电动汽车大规模接入电网充电，将对电力系统的运行与规划产生不可忽视的影响。这些影响主要包括：（1）负荷的增长。电动汽车充电将导致负荷增长，若大量电动汽车集中在负荷高峰期充电，将进一步加剧电网负荷峰谷差，加重电力系统的负担。（2）电网运行优化控制难度的增加。电动汽车用户用车行为和充电时间与空间分布的不确定性，使得电动汽车充电负荷具有较大的随机性，这将加大电网控制的难度。（3）影响电能质量。电动汽车充电负荷属于非线性负荷，所使用的电力电子设备将产生一定的谐波，有可能引起电能质量降低问题。 （4）对配电网规划提出新的要求。在配电网中增加众多充电设施以及大量电动汽车充电，将改变配电网
9、负荷结构和特性，传统的配电网规划准则可能无法适用于电动汽车大规模接入的情景。1.2电动汽车发展现状1.2.1国电动汽车发展现状从九十年代开始,我国部分高校、汽车研究所及生产企业联合开发电充电电池和纯电动汽车,开始了电动汽车部分关键技术的研发;进入“十五”,“电动汽车重大专项”被科技部列入“国家高技术研究发展计划(863计划)”,从而电动汽车的幵发和研究得到国家的大力支持,政府部门联合高校、企业和科研机构,重点进行新一代电动汽车的科技创新,“电动汽车重大专项”提出“三纵三横”研究开发布局,“三纵”就是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车,“三横”就是多能源动力总成控制系统、电机驱动系统、电池及
10、电池管理系统,“十五”电动汽车重大科技专项取得的成绩,使我国成功地走出了电动汽车实现产业化的第一步;步入“十一五”,“节能与新能源汽车重大项目”又被列入“863”计划,使得我国基本形成了完整的新能源汽车研发示布局,使我国在“十二五”期间基本可以实现电动汽车产业化的目标在2007年,国家科技部将“新型洁净能源汽车”列入国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年),电动汽车的开发也被列入国家“十二五”科学和技术发展规划,为加快推动电动汽车的科技发展,2012年3月27日,国家科技部印发了电动汽车科技发展“十二五”专项规划,“纯电动汽车”成为我国新能源汽车技术发展的主要方向。1.2.2国
11、外电动汽车发展现状 在国外,石油危机和环境污染的日益严重,使世界发达国家不惜投入巨资进行研究幵发电动汽车,并制定了一些相关的政策、法规来推动电动汽车的发展,汽车公司也投入人力、物力和财力开发电动汽车,并推出新产品来适应市场的需求。早在20世纪70年代,日本政府就将发展电动汽车列入汽车工业的产业规划,并且制定了详细的实施计划,1991年和1996年,日本通产省分别制定了“第三届电动汽车普及计划”和电动汽车购买鼓励政策13,用于推动电动汽车的普及和应用,现在日本多款电动汽车在全球上市,在电动汽车市场拥有主导地位。美国电动汽车的研发工作起步也很早,1976年7月,美国国会通过了电动汽车和复合汽车的研
12、究开发和样车试用法令,以立法、政府资助和财政补贴等方式推动电动汽车的发展,美国三大汽车公司和美国电力研究院于1991年签订协议,成立美国先进电池合作体,研究电动汽车车用先进电池14。德国政府积极倡导电动汽车,在2009年8月19日,颁布了国家电动汽车发展计划,目标是到2020年使德国电动汽车保有量超过100万14。法国政府与法国电力公司、雪铁龙和雷诺汽车公司签署协议,共同开发和推进电动汽车,合资组建了电动汽车电池公司。其他国家和地区也开展了电动汽车的研发工作。1.3 国外研究现状随着未来电动汽车的普及，电动汽车大规模接入电网充电，将对电力系的运行与规划产生不可忽视的影响。目前，对于电动汽车接入
13、电网对配电网影响的研究可归结为以下几个方面：(1）研究电动汽车充电负荷特性和负荷需求计算电动汽车充电负荷研究涉及动力电池的充电特性、电动汽车用户的用车行为、充电方式等多种因素，是研究电动汽车对电网的影响和进行充放电调控的基础。(2）研究电动汽车接入对配电网的影响电动汽车大规模接入对配电网的直接影响是导致负荷的增长。目前的研究，包括对电动汽车发展的不同场景，分析电动汽车接入对配电网的影响，以及电动汽车充电设施规划和电网规划。影响电能质量，电动汽车充电负荷属于非线性负荷，所使用的电力电子设备将产生一定的谐波，有可能引起电能质量问题。(3）电动汽车充电机对配电网的谐波影响电动汽车的大规模接入对配电网
14、的影响是由电动汽车通过充电机充电这个过程体现出来的。充电机（站）是一种典型的采用电力电子技术的大功率非线性设备，因此电动汽车大规模接入配电网时势必会严重影响配电网的电能质量，尤其是对配电网的谐波污染。1.3.1 电动汽车充电负荷 （1)电动汽车动力电池特性动力电池作为连接电动汽车和电网的元件，其建模是研究充电负荷的基础。对动力电池的建模，在研究不同问题时，做一定程度的近似或简化。基于对电池比能量、效率、比功率等方面的对比得出结论，文献2 得出结论，锂离子电池具备最佳的综合性能。文献4研究了动力电池的几种常用的电路模型，各种模型在精确性和复杂性上各有优劣。动力电池一般采用“先恒流、再恒压”的方式
15、进行充电，恒流充电时间相对较长，在此期间电池端电压变化幅度很小。在分析电动汽车队配网影响时，也有采用恒功率负荷模型。（2）电动汽车运动规律国对于电动汽车运动规律的研究一般结合中国电动汽车发展路线，将电动汽车分为公交车、公务车、出租车和私家车4类。不同种类电动汽车的用户用车行为和充电行为差别较大。文献5结合中国国的实际情况对上述4类电动汽车的充电时间进行了调研，采用蒙特卡罗模拟的方法对电动汽车充电负荷分布特性进行了分析。并概括了中国电动汽车的发展规划，分为20102015年（公交车、出租车、公务车示运营）、20162020年（公交车、出租车、公务车规模化发展，少量私家车）、20212030年（私家车大规模发展）三个阶段。文献6从充电汽车电池的初始荷电状态(initial state-of-charge ，SOC0)和车辆到达充电站时间的随机分布为出发点，提出2阶段泊松分布的电动汽车充电站集聚模型进行充电站集聚特性的模拟，并提出基于充电站的日充电负荷曲线的电动汽车充电站负荷集聚模型的建模方法。国外对电动汽车运动规律的研究偏重于研究用户驾驶行为,一般基于用户用车行为来分析用户的电动汽车
