报名导航
最新文章
当前位置: 首页 > 代写毕业论文 >

电动汽车充换电站储能系统对于其所在区域的配电网的影响

发布日期:2019-03-06 浏览次数[] 文章来源:未知

摘要:石油资源属于不可再生资源,同时化石燃料的燃烧不仅对环境造成了污染,同时还产生了温室气体,因此,为了保护环境,具有良好的环保节能效益的电动汽车逐渐走入人们的生活。对于电动汽车来说,在配电网中属于间歇性、分布式、随机性的电力负荷, 小学六年级数学论文,同时为了让人们使用更加方便快捷,电动汽车的充换电站应该在短时间内完成对电动汽车进行充电,这样,短时间内完成充电,必然对配电网造成一定的影响。文章将从对配电网的负荷、配电网设备以及配电网的规划等方面对电动汽车充换站储能系统对于其所在区域的配电网的影响进行必要的分析与探讨。
关键词:电动汽车;充换站;储能系统;配电网;影响
1引言
内燃型汽车尾气污染是目前大气污染的重要组成部分,为了对大气污染进行有效地控制,必须尽量减少汽车尾气的排放,这样以来,有着良好的节能减排效果的电动汽车必定是未来汽车发展的新方向。电动汽车可以当作一个具有间歇性、随机性分布的电力负荷,也可以当作一个分布式电源来看待。在对电动汽车进行充电时,要求其在较短的时间内冲入较大的电能,这必将对电力系统安全性与稳定性构成一定的威胁,同时在充电过程中,能量具有双向互动的的性质,这和一般的电力负荷电力负荷是有区别的,将对配电网造成很大影响。
2 电动汽车简介

图1 电动汽车的基本结构系统
对于电动汽车来说,它的动力系统是由电能带动的,通过使用部分或者全部由电动机进行驱动的,在电动汽车中运用了很多先进技术,如微机控制技术、储能技术以及机械电子技术等。1834年,英国科学家研发了一种不能充电的蓄电池车,这样比内燃机型汽车的出现早50年。电动汽车主要是由三个系统构成,即电力驱动系统、电力储备系统以及辅助控制系统。由电机、电控系统、驱动车轮以及机械传动系统等构成电动汽车的电力驱动系统;电力储备系统主要包括蓄电池与能量管理系统,能量管理系统主要用于对能量的再生、能量消耗的监控以及能量转换的协调控制等;对于辅助控制系统来说,主要是用于对动力转向的控制,并完成对蓄电池进行充电等功能,同时还能够为 其提供辅助电源。从电动汽车的驱动原理上,我们可以根据电动汽车的能力供应的方式,可以把其分为燃料电池电动汽车、混合动力电动汽车以及纯电动汽车。
在发达国家,混合动力类型的电动汽车发展比较迅猛,并不断地趋向于产业化与规模化生产,同时纯电动汽车发展速度也很多,已向小型化的方向发展。国内对电动汽车相关的研究相对来说比较晚,但是其发展的速度很快,很多汽车的制造商如吉利、奇瑞等均加入了电动汽车的研发之中。
为了更好让电动汽车进入人们的生活,实现对电动汽车进行快速充电,配电网的相关技术也必须快速发展,以满足能够快速对电动汽车进行充电,并要尽量减少充电过程对电力系统的影响,将直接关系到电动汽车的充电安全以及配电网的使用的安全,所以对电动汽车充换站储能系统对于其所在区域的配电网的影响研究极为重要。
3电动汽车接入对配电网的影响
    对于电动汽车汽车来说,必然要求其尽可能加长汽车运行的距离,这就要求电动汽车要具备一个容量比较大的蓄电池,同时还要具有快速充电的能力,这有这样才能很好地满足人们的使用要求。未来的电动汽车的电池容量会逐渐增大,同时充电的速度也会不断地提高,甚至可达到数百千瓦以上,这将对所在区域的配电网造成极大的电力负荷冲击,同时在充电过程中是一种变流的操作,这样以来必须严格地对电动汽车充电设备的谐波等技术指标进行控制,必须尽量地减少充电过程对电力系统的影响,这有这样才能提高电力系统的安全性与稳定性等。
3.1对负荷特性的影响
通过给电动汽车进行充电有两种形式,即更换电池充电的形式与整车充电的形式,一般来说用充换站给电动汽车的充电的时间控制比较灵活,在夜晚用电低谷时候来给电动汽车进行充电,能够对电网负荷峰谷差进行有效地调节。同时又能够把电动汽车看作成一个能够进行移动的分布式的储能单元,能够与太阳能发电和风能发电等再生能源进行配合,来与配电网进行协调,以改善日负荷特性曲线。

图2 线路日负荷曲线(随机充电)
图2表示随机对不同渗透率条件下的电动汽车进行充电情况下,配电网的日负荷曲线,图中实线(0%)表示电网中没有电动汽车进行充电的时候的负荷,可以看出这种情况下的负载率并不高,线路中的最大负载率为43.31%,线路中最小的电路负载率在17.92%左右,电路负荷的峰值在大约在晚上的19:00到21:00之间,而从22:00开始一直到次日的7:00这段时间内的电网的负荷率极低,在8:00-18:00这个时间段的负荷率比较稳定。由图2可以看出,在对电动汽车充电时可能没有避开用电的高峰期,可能与原有的负荷进行高峰叠加,这必将对电网的安全稳定的运行构成一定的威胁,同时电网运行的经济效益将受到一定程度上的影响。
在对电动汽车的蓄电池进行充电的时候,要求电力系统能够进行必要的电力调度,为其提供较多的能够控制的负荷,从而能够改变充电所在区域内的日负荷曲线,能够有效地减小峰谷差,同时还有削软波峰与填补波谷的作用。变电站的负荷特性与负荷功率将决定着削峰填谷的作用的实际效果。如果该地区的日负荷特性曲线是存在着高峰与低谷典型曲线,并且负荷特性曲线的变化相对来说比较平滑。
  电动汽车逐渐走进人们的生活,将在一定范围内取代内燃机型的汽车,电动车的数量的增加,必然将对配电网的日负荷特性产生的影响也会越来越大。通过对其充电负荷进行合理的协调的控制,能够有效地提高配电网设备以及发电厂设备的利用率,从而有效地提高了电动汽车的经济效益。然而,如何并不是在用电低谷时段对电动汽车进行充电,而是随意地进行充电,很有可能会在电力系统中形成“峰上加峰”的状况,这必将给电力系统安全性、稳定性以及供电质量构成一定的威胁,同时不利于配电网的调峰,并对电力系统的建设与规划造成重大影响,此外,配电网设备以及发电厂设备的利用率大大降低,运行效率也随之降低,甚至导致在用电高峰期时候电力供应不足,而在用电低谷期内, 建筑材料论文毕业论文代写电厂的发电过剩,这些都必将不利于经济效益的提高,同时还可能引发一些安全事故的发生。
3.2对配电网规划的影响
在对电动汽车的蓄电池进行充电的时候,电动汽车必将作为电网中的一种用电负荷,这样以来电力系统中的负荷组成就趋于复杂化,为了满足电网的稳定性、安全性以及供电质量等方面的要求,必须要对电力系统进行科学合理的规划。通过负荷特性基础曲线可以看出,为了符合对电动汽车进行充电的相关要求,并有效地管理负荷以及对充电进行有效地控制,必然要求在电力系统的规划中,要做好相应的措施,使得电力系统更加稳定,更加符合电动汽车充电发展的相关需求,在电动汽车的充电系统接入配电网中时,要求配电网尽可能地减小变化,这必然对配电网提出了更高的要求。
为了满足电动汽车接入电网对电网的稳定性、安全性以及供电质量的要求,必须对变电站容量、输送线路、变电站电源布点以及配变的无功补偿等进行合理科学的规划,以便于减小充电过程对电力系统造成的影响。特别在用电低谷期(夜间)对电动车进行充电,这将导致电力系统夜间的功率增大,所以我们要全面地考虑对电网的负荷进行有效地管理。
3.3对配电网设备的影响
在充电桩设备中,使用了很多的电力电子元件,在对电动汽车的蓄电池进行充电的时候,表现的是非线性的电力负荷特性,此外,充换电站在其接入影响下将会产生大量的谐波,将会传入电力系统中,这些谐波可能造成输电线路、变压器以及发电机等相关设备产生大量的热,从而导致这些设备的使用寿命降低,甚至发生安全事故;同时谐波将导致线损增加,设备绝缘寿命也将会缩短,并将对充换电站周围的电信通讯系统以及相应的电气控制系统等构成一定的威胁,将对配电网中的一些设备的运行产生一定的影响。而且,充电所产生的谐波将对电力系统的电力的质量造成一定的影响,可能导致电压畸变以及有效功率下降等。
3.4对配电网损耗的影响
    图3表示随机情况下对电动汽车的蓄电池充电,不同渗透率对线路的损耗的影响。由图可知,在没有电动汽车充电时,线路中的平均负载率比较低,从而导致变压器铜损损耗率与线路损耗率均比较低,也就是说线路负载损耗率低,但在变压器空载的时候,它的损耗率比较高,总是电网中的总的损耗率也偏高;在对电动汽车的蓄电池进行充电的时候,线路中的负荷率有所提高,同时线路的总负载的损耗率也将随之变大,此外,变压器的空载损耗率将会减小。
  
      (a)负载损耗率和空载损耗率            (b)线路总损耗率
图3 线路损耗率分布(随机充电)
由图3(a)可知,渗透率在40%时,变压器空载损耗率与负载损耗率两者相等,这个时候线路的损耗率也是最低的,电网处于最佳的运行状态,随着电动汽车的渗透率增加,线路中的负载损耗率会迅速增加,同时变压器的空载损耗率将会随之减小,总的损耗率将会迅速增加,不利于电网的经济效益的提高。
通过前面的介绍可知,电动汽车充换站储能系统对于其所在区域的配电网的影响是多方面的,主要对配电网的负荷特性、配电网的规划、配电网中的设备以及配电网损耗等方面产生一定的影响。在电网中的负载率相对比较低的时候,也就是用电低谷期间,让电动汽车的蓄电池接入负载率较低的电力系统进行充电,能够很好地提高电力系统的运行效率,并让电网的运行更加经济;然而,随着渗透率增加,电网中的电流会随之增大,这将让变压器与线路中的负载较大,同时这些负载的电力损耗也会有所增加,必将导致电网运行经济效益降低。此外,在渗透率过高的情况下电动汽车的蓄电池进行充电的时候,这必然会对电网中的每条线路的节点位置的电压有着一些影响,特别是一些末端的节点的电压下降的比较厉害,将对电动汽车蓄电池的充电效果有着极大的影响。
而且充电过程所产生的谐波将对电力系统的电力的质量以及相关设备的使用寿命造成一定的影响,并且可能导致电压畸变以及有效功率下降等。为了避免这些影响的产生,必将要求我们对配电网进行科学合理的规划,必须对变电站容量、输送线路、变电站电源布点以及配变的无功补偿等进行合理科学的规划,以便于减小充电过程对电力系统造成的影响。
4结束语
化石燃料的使用,不仅对环境造成一定的污染,同时还会导致不可再生资源的过渡开采。电动汽车的具有良好的节能与环保效益,能够有效地缓解不可再生资源的危机,同时不会对周围环境产生污染,所以,电动汽车必将成为今后汽车行业的发展方向。电动汽车的出现能够有效地促进汽车行业向低碳产业、低碳能源以及低碳交通的方向发展,然而电动汽车发展的同时,也对现有的配电网提出了更高的要求。本文对电动汽车充换站储能系统对于其所在区域的配电网的影响进行了必要的分析与介绍,希望对今后的配电网的规划有着一定的指导意义。
参考文献:
[1]孙晓明;电动汽车充电电价时段划分方法及有序充电策略研究[D];北京交通大学;2014年;50-52
[2]高炳蔚;电动汽车充电对电网负荷特性的影响[D];华北电力大学;2013年;87-96
[3]黄望军; 曾志刚;电动汽车充电对电网的影响及智能充电装置研究[J];制造业自动化;2012年;56~57
[4]魏巍; 沙倩; 韩元凯; 李建祥; 付崇光;电动汽车充电对电网的影响分析[J];信息技术与信息化;2011年;45~46
[5]王倩;电动汽车充电站对电网的影响与运营经济性研究[D];山东大学;2012年;43~44
[6]白高平;电动汽车充(放)电站规模化建设与电网适应性研究[D];北京交通大学;2011年;23~24
[7]张谦; 韩维健; 俞集辉; 李春燕; 史乐峰;电动汽车充电站仿真模型及其对电网谐波影响[J];电工技术学报;2012年;12~13
[8]胡泽春; 宋永华; 徐智威; 罗卓伟; 占恺峤; 贾龙;电动汽车接入电网的影响与利用[J];中国电机工程学报;2012年;34~35
[9]田立亭; 张明霞; 汪奂伶;电动汽车对电网影响的评估和解决方案[J];中国电机工程学报;2012年;56~57
[10]高赐威; 张亮;电动汽车充电对电网影响的综述[J];电网技术;2011年;51~52
[11]韩笑;电动汽车充电对电网的影响研究[D];首都师范大学;2014年;22~23
[12]王建;电动汽车充电对电网的影响及有序充电研究[D];山东大学;2013年;56~57
[13]厉志辉;电动汽车充电站对电网影响[D];山东大学;2013年;66~67
[14]周利梅;电动汽车充换电站选址规划布局研究[J];山东大学;2012年;23~25
[15]孙晓菲;电动汽车规模化发展对电网企业运营的影响研究[J];华北电力大学;2013年;34~36

上一篇:静脉输液药物外渗的预防和护理 下一篇:轮离婚财产分割

相关推荐

收缩
  • 身边的论文专家