基于隨機等效電路分析評估電動汽車電能品質

基于隨機等效電路分析評估電動汽車電能品質

隨著電動汽車的大規模使用及接入電網，對電力系統的規劃運行、電能品質等產生較大影響。若無法有效調控電動汽車接入電網的行為，則會對電網的安全性、穩定性以及電能品質產生影響，這一結果將反過來造成電動汽車電池容量降低、功率輸出不穩定等問題。目前，有各種先進的技術用來改善該問題，試圖將大量電動汽車接入電網這一行為對電網電能品質的影響降到最低。在應用這些先進技術前，需要對它們可能造成電能品質的影響進行評估。對此，基于隨機等效電路分析方法，給出一種電能品質評估方法，實現對電動汽車以及電網電能品質的評估。

利用隨機等效電路分析時，將接入電網的電動汽車用等效電路代替，這種等效電路與戴維南電路具有相似的結構。不同的是，這種隨機等效電路可以對電壓幅值和相位進行定義。將所有接入電網的電動汽車表示為隨機等效電路之后，通過并聯的方式連接。連接后的電路則表示所有接入電網的電動汽車。對于每一個隨機等效電路通過3個參數來表征：電壓幅值、相位和頻率。所有的隨機等效電路可以通過一個三維矩陣來表征，之后在頻域范圍內結合一個隨機概率分布對這個三維矩陣進行賦值。由于矩陣中0元素較多，因而采用稀疏矩陣的表示形式，既能減小存儲空間又能減少計算時間。將接入電網的電動汽車數量看作泊松分布，接入電動汽車的充電時間看作指數分布，因而可得到不同時刻的三維矩陣。將不同時刻的三維矩陣與判斷矩陣（各電動汽車正常的電壓幅值、相位和頻率矩陣）進行對比，記錄出現電壓偏差、相位偏移和頻率偏差的次數，依次作為電網輸入到電動汽車中電能品質的評價指標。為幫助設計人員使用所提出的隨機等效電路分析方法，開發了電能品質圖形用戶（GUI）界面。界面包含3個主要部分：電動汽車表征、電力系統表征和隨機等效電路分析。為驗證該分析方法的有效性，將一個電儲能器（EAU）接入電網的實例進行上述隨機等效電路分析，對比結果顯示所給出的方法能夠準確地對電能品質進行評估。

Rodney Yeu et al.SAE 2016-01-1988.

編譯：陳丁躍