電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)配電系統(tǒng)的影響學(xué) 院自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān) 業(yè)電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)姓 名班 級(jí)學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師1、 綜述本課題選題的依據(jù)和意義 2015年9月，關(guān)于充電樁的好消息頻頻傳出，如國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上提出加快電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施、電動(dòng)汽車(chē)充電接口國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂稿通過(guò)審查，以及國(guó)務(wù)院辦公廳日前發(fā)布關(guān)于加快電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)，到2020年，我國(guó)將基本建成適度超前、車(chē)樁相隨、智能高效的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，滿(mǎn)足超過(guò)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的充電需求。尤為引人關(guān)注的是，北京通信展舉行期間，國(guó)務(wù)院副總理馬凱稱(chēng)：國(guó)家準(zhǔn)備將充電樁普及的任務(wù)交由鐵塔公司負(fù)責(zé)。隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車(chē)的普

2、及，石油的消耗也日益增加，作為不可再生的石油資源，總有枯竭的一天，而且汽車(chē)尾氣的排放對(duì)環(huán)境有很大的污染，所以利用電能替代石油，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾氣的零排放，將是未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。截至2015年一月，從公開(kāi)信息顯示，目前杭州已經(jīng)建成了70座充換電站、620個(gè)充電樁，其中杭州主城區(qū)投入運(yùn)營(yíng)的充換電站有27個(gè)。在杭州市區(qū)里，一輛新能源車(chē)要找到最近的充電站，只要開(kāi)4.5公里。國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)在近幾年的發(fā)展情況如下：經(jīng)過(guò)2012和2013年的緩慢起步，全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量終于在2014年下半年爆發(fā)，全年銷(xiāo)售已超過(guò)30萬(wàn)輛大關(guān)，中國(guó)新能源汽車(chē)品牌突飛猛進(jìn)，比亞迪從2013年的第40名躍升至第七位，康迪電動(dòng)車(chē)也擠進(jìn)

3、第十名。在2015年，全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售量達(dá)到40萬(wàn)輛左右。隨著電動(dòng)汽車(chē)規(guī)?；瘧?yīng)用,電網(wǎng)原有裝機(jī)和線(xiàn)路容量是否能應(yīng)對(duì)新增充電負(fù)荷需求,即在不擴(kuò)大規(guī)模的情況下,如何提高原有電網(wǎng)利用率,增加容納能力,同時(shí)最大限度降低充電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響,在分析充電負(fù)荷特性基礎(chǔ)上,針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)各方面的影響,提出相應(yīng)對(duì)策,將對(duì)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要的研究意義。2、 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚,但研究發(fā)展快。各汽車(chē)生產(chǎn)商進(jìn)入研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的行列,已經(jīng)在促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)各方面技術(shù)發(fā)展方面取得有益的成見(jiàn)。由于配套設(shè)施等主要原因,家用電動(dòng)汽車(chē)并沒(méi)有廣泛的推廣開(kāi)來(lái)，現(xiàn)有的電動(dòng)汽車(chē)充電站主要對(duì)電動(dòng)公交

4、車(chē)和工程車(chē)輛進(jìn)行充電。同時(shí)針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電站運(yùn)行和電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)配電網(wǎng)的研究仍然非常缺乏。電動(dòng)汽車(chē)規(guī)模預(yù)測(cè)，用戶(hù)充電行為的隨機(jī)性,以及接入電網(wǎng)造成的影響和相應(yīng)充電控制策略都沒(méi)有一套成熟的模式和系統(tǒng)，以及對(duì)此的全面研究。電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電網(wǎng)的影響，主要包括電網(wǎng)負(fù)荷特性影響、諧波影響、電壓電流沖擊影響、負(fù)荷不平衡影響以及功率損耗影響。在負(fù)荷特牲方面,由于用戶(hù)充電行為習(xí)慣具有極大隨機(jī)性和不確定性,目前國(guó)內(nèi)主要采用簡(jiǎn)化假設(shè)的思路和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)兩種方法。在諧波方面,很多研究人員采用不用的方法和工具對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電規(guī)模化接入產(chǎn)生的諧波問(wèn)題進(jìn)行了分析,如利用概率統(tǒng)計(jì)學(xué)大數(shù)定律和中心極限定理,建立多諧波源諧波分析數(shù)學(xué)模型

5、,研究多個(gè)電動(dòng)汽車(chē)充電站產(chǎn)化的偕波電流特性：利用MATLAB或PSCAD仿軟件建立充電站的仿真模型,通過(guò)快速傅里葉變換對(duì)電流進(jìn)行諧波分析,研究充電站電流諧波特性。在對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性影響研究方面,對(duì)充電負(fù)荷預(yù)測(cè)目前主要采用對(duì)歷年負(fù)荷曲線(xiàn)進(jìn)行疊加,“填谷”等方法,但是這些方法都缺乏實(shí)際運(yùn)行數(shù)掘作為參考,因此利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法,根據(jù)實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù),進(jìn)行擬合將更切合實(shí)際。 美國(guó)電科院(Electrical Power Research Institute,EPRI)的開(kāi)放式配電系統(tǒng)仿真分析平臺(tái),可用于建立配電網(wǎng)模型,分別結(jié)合時(shí)空隨機(jī)因素和確定因素,從兩方面分析電動(dòng)汽車(chē)對(duì)配網(wǎng)負(fù)荷平衡、電壓以及三相平衡的影

6、響。一般在設(shè)定情景(不同滲透水平、預(yù)測(cè)規(guī)模、充電模式、電池容量/車(chē)型)下,研究充電對(duì)配電網(wǎng)的影響,例如通過(guò)潮流計(jì)算,分析電網(wǎng)損耗和電壓畸變率?？紤]負(fù)荷接入位置、SOC實(shí)時(shí)狀態(tài)、充電行為隨機(jī)性等多種因素,建立負(fù)荷模型,研究電動(dòng)汽車(chē)在配網(wǎng)中隨接入位置不同對(duì)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生的影響。大量研究表明,大規(guī)模無(wú)序負(fù)荷接入,將使配網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓波形嚴(yán)重畸變,峰值負(fù)荷顯著上升,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)下降此外,在電能質(zhì)量三大影響中,諧波影響尤為重要,并利用改進(jìn)的潮流計(jì)算法對(duì)配網(wǎng)影響進(jìn)行分析,得出配電變壓器是電網(wǎng)中相對(duì)薄弱環(huán)節(jié),低壓配網(wǎng)中充電負(fù)荷接入導(dǎo)致其過(guò)載、壽命降低、甚至失效。同時(shí)，其對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的影響進(jìn)行了一系列的研究。在

7、節(jié)能減排方面,充電一次行駛60英里的電動(dòng)汽車(chē)與燃油汽車(chē)相比,能夠減少二氧化碳排放50%,能夠減少汽油消耗75%。電動(dòng)汽車(chē)的減排效果主要受到一次能源類(lèi)型的影響。低排放的優(yōu)勢(shì)只有在以低碳發(fā)電為主的區(qū)域才比較顯著,而在以燃煤發(fā)電本身就增加了碳排放,因此并不太顯著。根據(jù)美國(guó)對(duì)加利福尼亞州汽車(chē)保有數(shù)量研究表明,在2020年電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量可能為180萬(wàn),如果對(duì)充電不加以管理,電網(wǎng)就需要在變壓器和發(fā)電容量方面增加50億美元投資。3、 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題： 決定電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷曲線(xiàn)的主要因素包括電動(dòng)汽車(chē)保有量、電池容量、起始荷電狀態(tài)（SOC）、每輛電動(dòng)汽車(chē)的充電功率、起始充電時(shí)間等。其中，電動(dòng)汽車(chē)

8、保有量和充電功率決定了電動(dòng)汽車(chē)充電所需總功率；電動(dòng)汽車(chē)保有量、電池容量和起始SOC則決定了所需消耗的總電量。用戶(hù)起始充電時(shí)間越集中，則系統(tǒng)所需提供的充電功率就越大，電動(dòng)汽車(chē)接入對(duì)系統(tǒng)的影響也就越明顯。 本文主要針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電站接入電網(wǎng)后的穩(wěn)態(tài)分析 ：電動(dòng)汽車(chē)充電站接入電網(wǎng)以后屬于電網(wǎng)中的大功率負(fù)荷,因此可能會(huì)造成電網(wǎng)負(fù)荷的重新分布,從而引起潮流變化和網(wǎng)損增加,利用所學(xué)科目電力系統(tǒng)分析中的牛頓-拉夫遜法潮流計(jì)算和MATLAB仿真軟件仿真計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)充電站接入以后對(duì)配電網(wǎng)潮流的影響。以及電動(dòng)汽車(chē)充電站對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性影響分析，包括:電動(dòng)汽車(chē)充電站對(duì)負(fù)荷的影響、網(wǎng)損的影響、電壓質(zhì)量的影響以及其它影響

9、。并提出相應(yīng)的降低網(wǎng)絡(luò)損耗措施。主要針對(duì)某一具體案例分析電動(dòng)汽車(chē)充電站對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，電動(dòng)汽車(chē)在充放電過(guò)程中不僅僅考慮充電的效率也要靠考慮經(jīng)濟(jì)效益，由于一天當(dāng)中電價(jià)是變化的因此這里我們假設(shè)：高峰時(shí)為C，因此一天的電價(jià)時(shí)間可分為： 因此對(duì)于此電價(jià)來(lái)說(shuō)最好的充電分配為每個(gè)小時(shí)最優(yōu)的連接如電站的數(shù)量如下： 這樣，電動(dòng)汽車(chē)就可在配電系統(tǒng)負(fù)載率較低時(shí)充電，并在系統(tǒng)峰荷附近反向放電，可以起到削峰填谷作用。分別對(duì)電動(dòng)汽車(chē)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)不同時(shí)間的負(fù)荷情況，分析最優(yōu)的充電日常安排，對(duì)同節(jié)點(diǎn)的不同數(shù)量的充電，分配節(jié)點(diǎn)最優(yōu)的工作數(shù)量，對(duì)不同節(jié)點(diǎn)同一數(shù)量的充電狀況分析，了解不同負(fù)荷節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的影響。從而合理的進(jìn)行電動(dòng)

10、汽車(chē)充放電安排。4、 研究步驟、方法及措施：1 查看資料學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)分析的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)的知識(shí)，了解現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展及前景。2 利用潮流計(jì)算中的牛頓-拉夫遜法進(jìn)行充電站的潮流計(jì)算。3 學(xué)習(xí)MATLAB軟件，學(xué)會(huì)如何運(yùn)用MATLAB編程建立的系統(tǒng)模型進(jìn)行潮流計(jì)算并研究分析相關(guān)問(wèn)題。4.對(duì)已知數(shù)據(jù)進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷特性影響分析。5、 研究工作進(jìn)度：序號(hào)時(shí)間內(nèi)容12016.03.01-2016.03.14借閱書(shū)籍，查閱資料，確立自己的設(shè)計(jì)方案22016.03.15-2016.03.31掌握相關(guān)的理論知識(shí)，整理設(shè)計(jì)思路32016.04.01-2016.04.15學(xué)習(xí)MATLAB

11、軟件和前推回代法潮流計(jì)算42016.04.16-2016.04.30進(jìn)行相關(guān)計(jì)算分析52016.05.01-2016.5.05整理材料，撰寫(xiě)報(bào)告62016.05.06-2016.05.20準(zhǔn)備答辯6、 主要參考文獻(xiàn)1 甄文媛電動(dòng)車(chē)生態(tài)鏈的“智慧風(fēng)暴”聚焦中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇J汽車(chē)縱橫，2015，(3)：40-412 劉春娜中國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)展展望J電源技術(shù)，2015，(1)：49-533 節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)R國(guó)務(wù)院，20124 中華人民共和國(guó)科技部電動(dòng)汽車(chē)科技發(fā)展“十二五”項(xiàng)規(guī)劃 EBOL. 5 張海燕，李建偉電動(dòng)汽車(chē)充放電對(duì)電網(wǎng)的影響分析J電氣傳動(dòng)，20

12、13，28(5)：1-66 王輝電動(dòng)汽車(chē)充放電特性及其對(duì)配電系統(tǒng)的影響分析J華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，22(22)：129-1327 王錫凡，邵成成，王秀麗，杜超電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷與調(diào)度控制策略綜述J中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33(1)：1-108 嚴(yán)輝，李庚銀，趙磊，等電動(dòng)汽車(chē)充電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(12)：15-199 羅卓偉，胡澤春，宋永華，楊霞，占愷嶠，吳俊陽(yáng)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷計(jì)算方法J電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，(7)：5-510 占愷嶠，宋永華，胡澤春，等以降損為目標(biāo)的電動(dòng)汽車(chē)有序充電優(yōu)化J中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32(31)：11-2

13、011 胡澤春，宋永華，徐智威，等電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)的影響與利用J中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32(4)：1-1012 潘煒，劉文穎，楊以涵概率最優(yōu)潮流的點(diǎn)估計(jì)算法J中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008，28(16)：28-3313 Liu Z.,Wen F.,Ledwich G.Optimal planning of electric-vehicle charging stations in distribution systems JIEEE Transactions on Power Delivery，2013，28(1)：102-11014 Haghifam M.R.,Falaghi H.,Malik O.P.Risk-based distributed generation placement J.IET Renewable Power Generation,2008, 2(2): 252-260.15 Kempton W., Tomic J. Vehicle-to-grid power implementation: from stabilizing the grid to supporting large-scale renewable energy J.