電動(dòng)汽車快速充電負(fù)荷模型構(gòu)建方法

馬壯 姚飛 孫晶晶 陳英霞

摘 要：電動(dòng)汽車的發(fā)展給電網(wǎng)帶來了不小的沖擊和影響，尤其是電動(dòng)汽車快速充電對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響，準(zhǔn)確的負(fù)荷模型對(duì)電壓穩(wěn)定性研究尤為重要。本文為探究這一影響，首先分析了電動(dòng)汽車快充充電方式配置，其次基于此建立了電動(dòng)汽車快速充電的靜態(tài)負(fù)荷模型，最后仿真分析了電動(dòng)汽車快速充電負(fù)載模型與常規(guī)的P， Z， I負(fù)載模型對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明建立的電動(dòng)汽車負(fù)載模型比把電動(dòng)汽車建立為常規(guī)的恒功率、恒流和恒阻抗負(fù)載模型有更低的負(fù)荷裕度，對(duì)電壓穩(wěn)定性影響更高。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；快速充電；負(fù)荷模型；電壓穩(wěn)定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.181

0 引言

通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)和過往研究可知，負(fù)載的模型對(duì)研究電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性起著及其重要的作用，因此本文重點(diǎn)研究電動(dòng)汽車充電的負(fù)荷構(gòu)建，以便分析電動(dòng)汽車負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響。

1 電動(dòng)汽車負(fù)荷建模

1.1 充電配置

目前電動(dòng)汽車充電方式有三種，一是充電電流較低的家中充電，二是充電電流更大的交流方式，三為大電流直流電網(wǎng)充電，前兩種為慢充，第三種屬于快充?？斐涑潆姙橛脩籼峁┒虝r(shí)間用電，滿足緊急需求，受較多青睞，因此本文電動(dòng)汽車充電負(fù)荷模型的構(gòu)建主要針對(duì)快充充電方式。快充一般是大功率非車載直流充電機(jī)直接輸出直流給電動(dòng)汽車電池充電，快速充電器一般由兩部分組成，前端的AC-DC整流器以及后端DC-DC BUCK轉(zhuǎn)換器。

1.2 電動(dòng)汽車負(fù)荷模型的構(gòu)建

對(duì)于電動(dòng)汽車快速充電器的前端與電網(wǎng)連接的AC-DC整流器模型有：

（1）

充電器后端有一Buck轉(zhuǎn)換器等效電路，Buck轉(zhuǎn)換器的pv關(guān)系為：

（2）

（3）

本文把電動(dòng)汽車的電池建模為一可變電壓源EB，則：

（4）

（5）

式中RB=RB1+RB2，并且：

（6）

（7）

式中K為Buck電路占空比。于是：

（8）

其中Pvd：

（9）

電動(dòng)汽車的充電消耗功率由兩部組成，一為PCP和Pvd，即：很明顯PCP部分是一常量，這部分可看做恒功率負(fù)荷，另一稱指數(shù)負(fù)荷。

2 電動(dòng)汽車負(fù)荷模型與電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性仿真驗(yàn)證

仿真在PSAT軟件平臺(tái)進(jìn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)IEEE 14節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)，假定有一電動(dòng)汽車快速充電站連接于標(biāo)準(zhǔn)IEEE 14節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)14，系統(tǒng)PV曲線由連續(xù)潮流法CPF確定。

仿真目的是為了比較所建電動(dòng)汽車負(fù)載模型Exp.1、 Exp.2、 Exp.3與常規(guī)的P，I，Z負(fù)載模型對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖1所示，從圖中可知所建電動(dòng)汽車負(fù)載模型對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響比把電動(dòng)汽車建立為常規(guī)恒功率、恒流和恒阻抗負(fù)載模型更高。

3 結(jié)論

仿真結(jié)果表明了負(fù)載模型精確性對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性分析的重要性。本文所建立的EV的負(fù)載模型比把EV建立為常規(guī)恒功率、恒流和恒阻抗負(fù)載模型負(fù)載裕度更低，對(duì)靜態(tài)電壓的穩(wěn)定性影響更高。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：馬壯（1982-），男，河南鄧州人，工學(xué)碩士，工程師，研究方向：充電樁的檢測(cè)。