电动汽车开题报告书

毕业设计C论丈丿开题掖告题 目电动傀车充削对配电糸统的影响学 院t动化学fit专 业血宅工程与自动化专业指导教师一、综述本课题遠题的依捉和壽义2015年9月，关于充电桩的好苗息频频传出，如国务院帝务会议上提出加 快电动汽车充电基础设施、电动况车充电搖口国家标准修订稿通过审查，以及倒 务院办公行目前发布关于加快电动朮车充电基础谡施建设的指导意见，到 2020年，我国将基本建成适度超前、车桩相随、智能嵩效的丸电基础设施体糸， 满戌超过500万辆电动汽车的充电需求。尤为引人关注的是，通传展举行期间， 圏务院副总理马凯称：国家准备将充电桩普及的任务交由铁堀公司负责。随着时代的发泯，汽车的普及，石油的苗耗也目葢増加，作为不可再生的石 油资源，卷有枯竭的一夭，而且汽车尾毛的排放对环疣有很大的污希，所以利用 电能格代石油，实现汽车尾毛的零排放，将是未来代车行业的发畏趋势。就至 2015年一月，从公开佶息显示，目15己经建成了 70座充换电誌、620个充电桩， 其中主城区投入运巷的充换电誌有27个。在市区里，一辆新能源车要找到最近 的充电北，只要开4.5公里。国外电动汽车在近几年的发展情况如下：经过2012和2013年的缓慢起.步， 全球电动汽车销量终于疫2014年下半年爆发，全年销巻己趨过30万轲大关， 中国斯能源汽车醃牌炎飞猛进，比亚迪从2013年的第40名玩升至第七住，康 迪.电动车也挤进第十名。A 2015年，全球电动朮车销巻量达到40万辆左右。随着电动汽车规模化应用，电网原有裝机和线路彖董是否能应对斯增充电负 荷需求，即在不护大规模的情况下，如何提嵩原有电网利用率，增加家纳能力，同时 最大限度降低充电负荷对电网的负面影响，在分析充电负荷特性基础上，针对电 动朮车充电对电网各方面的影响，提出相应对策，将对电动朮车产业化进程具有 重要的研克意义。二、国外研究动态我圏电动汽车起步较发达国彖琥O但研屯发展快。各汽车生产商进入研发电 动朮车的行列，己经在促进电动汽车各方面技术发展方面取得有盖的成见。由于 配套设施等主要原因，家用电动汽车并没有/泛的推/开来，现有的电动汽车充 电誌主要对电动公交车和工程车辆进.行充电。同时针对电动汽车充电誌运行和电 动朮车充电对配电网的研克仍然非帝缺乏。电动汽车规模预测，用户充电行为的 随机性，以及接入电网造成的影响和相应充电控制策略都没有一套成熟的樸式和 糸统，以及对此的全面研克。电动此车对电网的影响，主要包括电网负荷特性影响、谗波影响、电/电流 冲击影响、负荷不平衡影响以及功率损耗影响。在负荷特牲方面，由于用户充电 行为习惯具有极大随机性和不确定性，目前国主要采用简化假设的脛路和数学统 计两种方法。在谗疫方面，很多研丸人员采用不用的方法和工具对电动汽车充电 规樸化棲入产生的谗波问题进行了分析，如利用概率统计学大数定律和中心极限 定理，建立多谱波源谗波分析数学模型，研克多个电动汽车充电北产化的偕疫电 流特性：利用MATLAB或PSCAD仿软件建立充电北的仿真模型，通过快速傅里叶 变换对电流进行谗波分析，研克充电誌电流谱波特性。在对电网负荷特性影响研 屯方面，对充电负荷预测9 i要采用对易年负荷曲线进行叠加，“填谷”等方法, 但是这些方法都缺乏实际运行数掘作为参考，因此利用数学统计的方出，根据实 际测量的教据，进行拟金将更切仝实际。美圏电科 fit （Electrical Power Research Institute,EPRI）的开放式配电糸统 仿真分析平台，可用于建立配电网模型，分别结金肘空随机因素和确定因素，从两 方面分析电动汽车对配网负荷平衡、电压以及三相平衡的影响。一般淮.设定情景 （不同濛透水平、预测规栈，充电栈式、电池家董/车型）下,研克充电对配电网的 影响，例如通过潮流计算，分析电网损耗和电压畸变率。考虑负荷搖入伐置、SOC 实时状杰、充电行为随机性等多种因素，建立负荷樸型，研丸电动汽车在配网中随 搖入住置不同对电网节点电压产生的影响。大量研丸表朗，大规模无序负荷接入, 将使配网各节点电压波形严重畸变，率值负持显著上升，经济运行指标下阵此外， 在电能质量三大彩响中，谱疫影响尤为重要，并利用改进的潮流计算冻对配网影 响进行分析，得出配电变压赛是电网中相对奪弱环节，低压配网中充电负荷搖入 导致其过戟、寿命阵低、甚至失败。同肘，其对电动汽车的影响进行了一糸列的研屯。在节能减排方而，充电一 次行驶60英里的电动汽车与燃油汽车相比，能够减少二氧化碳排放50%,能够减 少朮油苗耗75%。电动汽车的减排效果主要受到一次能源类型的影响。低排放的 优势只有在以低碳发电为主的区域才比较显箸，而疫以燃煤发电本身就増加了碳 排放，因此并不太显箸。根据美圏对加利福尼亚州况车锋有教量研克表朗，在2020 年电动汽车销量可能为180万，如果对丸电不加以管理，电网就需要疫变压赛和发 电彖量方面增加50亿美元授济。三、研究钓基本欢，拟解决的圭要问题：决主电动汽车充电负荷曲线的主要因素包括电动汽车锋有量、电池总量、起 始持电状杰（SOC丿、毎辆电动汽车的充电功率、起始充电肘间等。其中，电动 汽车保有量和充电功率决是了电动汽车充电所需总功率；电动汽车锋有董、电池 家量和起始SOC则决定了所谱苗耗的总电量。用户起始龙电肘间越集中，则纟 统所需提供的充电功率就越大，电动此车搖入对糸统的影响也就越朗显。本丈主要针对电动朮车充电誌搖入电网后的稔杰分析：电动汽车充电誌接 入电网以后属于电网中的大功率负荷，因此可能会造成电网负荷的重斯分布，从 而引起潮流变化和网损増加，利用所学科目电力糸统分析中的牛顿八拉夫逊法 潮流计算和MATLAB仿真轶件仿真计算电动此车充电北搖入以后对配电网潮流 的影响。以及电动汽车充电誌对电网负荷特性彩响分析，包括：电动汽车充电誌 对负荷的影响.网损的影响、电压质量的影响以及其它影响。并提出相应的阵低 网络损耗措施。主要针对禁一具体案例分析电动此车充电北对配电网糸统的影响，电动汽车 在充放电过程中不仅仅考虑充电的效率也要靠考虑经济效葢，由于一夭当中电价 是变化的因此这里我们假设：嵩率肘为C,因此一夭的电价肘间可分为：因此对于此电价来说最好的充电分配为毎个小肘最优的连棲如电北的教量 如下：”1% 3? 18/(0 = 6% I9t2215%ir2,23?24这样，电动朮车就可在配电纟统负我率较低肘充电，并在糸统峰荷附近反向 放电，可以起到削峰塊谷作用。分别对电动汽车淮.同一个节点不同肘间的负持焙 况，分析最优的龙电目帝安排，对同节点的不同教量的充电，分配节点最优的工 作教量，对不同节点同一数量的充电状况分析，了鮮不同负荷节点产生的影响。 从而仝理的进行电动汽车充放电安排。研究步骤、方由及蜡施：1. 杳看资料学习电力糸统分析的基本知识，学习有关电动此车的知识，了解现 今国外电动汽车的发展及前景。2. 利用潮流计算中的牛锁拉夫逊法进行充电北的潮流计算。3. 学5J MATLAB软件，学会如何运用MATLAB编程建立的纟统模型进行潮流计 算并研克分析相关问题。4. 对己知数据进行电动汽车对电网负荷特性影响分析。五、研究工作进时同12016.03.01-2016.03.14借阅书籍，姿阅资料，确立自己的设计方22016.03.15-2016.03.31韋握相关的理论知识，整理设计脛路32016.04.01-2016.04.15学习MATLAB软件和前推回代出潮流计算42016.04.16-2016.04.30进行相关计算分析52016.05.01-2016.5.05整理材料，撰写报告5 6 j 2016.05.06-2016.05.20 j准备答辩六、圭要参考丈秋1 瓶文竣、电动车生杰链的“智慧风暴聚焦中国电动朮车百人会论坛J.汽 车纵橫，2015, (3)： 40-41 2 瘟卿.中国的电动冼车市场发展展玺J电源技术，2015, (1): 49-53.3 节能与新能源汽车产业发展规(2012-2020年)R.国务院，2012.4 中华人氏国科技部.电动汽车科技发展十二五项规划EBXOL. 2012-08-075 海無，建伟.电动丸车充放电对电网的影响分析J.电毛传动，2013,28(5)：166 王辉.电动汽车充放电特性及其对配电糸统的影响分析J.华北电力大学学 报然科学版丿,2011, 22(22)： 129-132.7 王锡凡，邵成成，王秀丽，杜超.电动汽车充电负荷与调度控制策略综述J.中 国电机工程学报，2013, 33(1)： 1-10.8 严辉，庚银，逶，等.电动冼车充电北监控糸统的设计与实现J.电网技术， 2009, 33(12)： 15-19.9 罗卓伟，胡泽春，家永华，t占恺峥，吴俊阳.电动汽车充电负荷计算方 法卩.电力纟统自动化，2011, (7)： 5-5.10 占恺琳，求永华，胡牢躲，等.以阵损为目标的电动汽车有寿充电优化J.中 圏电机工程学报，2012, 32(31)： 11-20.11 胡泽森，家永华，徐智成，等.电动汽车接入电网的影响与利用J.中国 电机工程学掖,2012, 32(4)： 1-10.12 坤，文颍，以涵概率最优潮流的点估计算出J中圏电机工程学报，2008, 28(16)： 2&33.13 Liu Z,Wen F,Ledwich G.Optimal planning of electric-vehicle charging stations in distribution systems J. IEEE Transactions on Power Delivery, 2013, 28(1)： 102-110.14 Haghifam M.R.,Falaghi H.,Malik O.P.Risk-based distributed generation placement 卩IET Renewable Power Generation,2008, 2(2): 252-260.15 Kempt on W., Tomic J Vehicle-to-grid power implementatio n: from stabilizing the grid to support!ng large-scale renewable energy J .Journal of Power Sources,2005,144(1 ):280-294.16 Qian K., Zhou C., Allan M., et al. Modeling of load demand due to EV battery charging in distribution systems J IEEE Transactions on Power Systems, 2011, 26(2): 802-810.