电动汽车充电负荷模型辨识及其对配电电压的影响

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1、硕士学位论文电动汽车充电负荷模型辨识及其对配电电压的影响IDENTIFICATIONOFEVCHARGINGLOADMODELANDEV’SEFFECTONDISTRIBUTIONVOLTAGE葛菁哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM74学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文电动汽车充电负荷模型辨识及其对配电电压的影响硕士研究生：葛菁导师：于继来教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TM74U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringIDENTIFICATIONOFEVCHARGINGLOADMODELANDEV’SEFFECTONDISTRIBUTIONVOLTAGECandidate：GeJingSupervisor：Prof.YuJilaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：

3、SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着电动汽车（ElectricVehicle，EV）保有量逐步增大，充电负荷也将会成为重要的影响配电网运行性能的成分之一。为客观评估大量充电负荷对包括电网电压稳定性在内的多种不良运行风险，需要利用适当的分析工具、采用比较准确的充电负荷数学模型进行计

4、算。目前，立足EV动力电池直流侧建立的等效电路模型，无法直接应用于电网级的分析；简单以恒功率特性表示的充电负荷模型，无法代表所有典型充电模式的负荷特性，常导致计算结果存在较大偏差。为探究服务于电网级静态分析之需的充电负荷模型，本文结合典型充电方式，主要采用辨识和实验数据归纳的方法，研究从充电机/充电站交流电源侧观测的充电负荷构成，分析各种负荷成分的功率占比情况，由此建立交流侧静态等效负荷模型，并将其应用于配电网中，以分析其对配电电压的影响。针对EV动力电池典型充电机结构，本文首先构建充电过程仿真模型，在充电机/充电站交流

5、电源侧节点提取电压、电流、功率等信号，采用最小二乘逼近法对充电负荷中的功率、阻抗、电流三种成分进行辨识，并考察不同成分随充电电流、电源电压、荷电状态等变化的关系；以辨识结果为依据建立充电负荷静态等效模型，将其应用于简单馈电系统和配电网络，并与单纯的功率型负荷模型进行对照分析，比较其对交流节点电压或配电网络功率输送能力的影响差异。除了整个充电过程表现为负荷功率基本平稳的典型充电方式外，美国特斯拉EV充电模式具有明显的变功率充电的特性，其负荷模型具有特殊性。本文通过对特斯拉ModelS85和ModelSP85两辆EV充电过程

6、的测试，得到了整个充电过程中交流侧的相关数据。基于这些数据，本文分析了特斯拉超级充电机智能充电模式下的交流侧充电负荷特性，及其相比于近似恒概率充电模式的优点；建立了ModelS系列EV充电负荷时变特性模型，并给出了多辆EV（多台充电机）同时充电时最大充电负荷、错时启动时间整定方法。通过适当的错时启动控制，可以达到限制最大充电负荷水平、增加同时充电EV数量的目的。空调负荷与充电站负荷总体上均具有敏感于天气和人类活动的群体效应，二者叠加后联合作用于配电网，很容易造成用电需求紧张，给电网电压稳定等安全运行带来的威胁较为严重。本

7、文最后以IEEE33节点配电网为例，对配电网接入充电站负荷进行潮流计算，分析当充电站负荷接入方式不同、充电站负荷模型表达方式不同时，其对配电网运行状态的影响；针对某区域电网接入EV-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文和空调负荷（含定频和变频空调负荷），分析二者联合作用对配网运行电压状态的影响。二者联合作用会带来严重不良影响，需要给予较多的重视。关键词：电动汽车；充电负荷；辨识；静态电压稳定；极限输送功率-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeincreasingnumberoftheElect

8、ricVehicles(EVs),chargingloadhasbecomeanimportantfactorthataffectstheoperationperformanceofthedistributionnetwork.Toevaluatetheriskcausingbylargechargingloadob