基于隨機(jī)等效電路分析評(píng)估電動(dòng)汽車電能品質(zhì)

隨著電動(dòng)汽車的大規(guī)模使用及接入電網(wǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的規(guī)劃運(yùn)行、電能品質(zhì)等產(chǎn)生較大影響。若無(wú)法有效調(diào)控電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的行為，則會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性以及電能品質(zhì)產(chǎn)生影響，這一結(jié)果將反過(guò)來(lái)造成電動(dòng)汽車電池容量降低、功率輸出不穩(wěn)定等問(wèn)題。目前，有各種先進(jìn)的技術(shù)用來(lái)改善該問(wèn)題，試圖將大量電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)這一行為對(duì)電網(wǎng)電能品質(zhì)的影響降到最低。在應(yīng)用這些先進(jìn)技術(shù)前，需要對(duì)它們可能造成電能品質(zhì)的影響進(jìn)行評(píng)估。對(duì)此，基于隨機(jī)等效電路分析方法，給出一種電能品質(zhì)評(píng)估方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車以及電網(wǎng)電能品質(zhì)的評(píng)估。

利用隨機(jī)等效電路分析時(shí)，將接入電網(wǎng)的電動(dòng)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(jié)構(gòu)。不同的是，這種隨機(jī)等效電路可以對(duì)電壓幅值和相位進(jìn)行定義。將所有接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車表示為隨機(jī)等效電路之后，通過(guò)并聯(lián)的方式連接。連接后的電路則表示所有接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車。對(duì)于每一個(gè)隨機(jī)等效電路通過(guò)3個(gè)參數(shù)來(lái)表征：電壓幅值、相位和頻率。所有的隨機(jī)等效電路可以通過(guò)一個(gè)三維矩陣來(lái)表征，之后在頻域范圍內(nèi)結(jié)合一個(gè)隨機(jī)概率分布對(duì)這個(gè)三維矩陣進(jìn)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(chǔ)空間又能減少計(jì)算時(shí)間。將接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車數(shù)量看作泊松分布，接入電動(dòng)汽車的充電時(shí)間看作指數(shù)分布，因而可得到不同時(shí)刻的三維矩陣。將不同時(shí)刻的三維矩陣與判斷矩陣（各電動(dòng)汽車正常的電壓幅值、相位和頻率矩陣）進(jìn)行對(duì)比，記錄出現(xiàn)電壓偏差、相位偏移和頻率偏差的次數(shù)，依次作為電網(wǎng)輸入到電動(dòng)汽車中電能品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。為幫助設(shè)計(jì)人員使用所提出的隨機(jī)等效電路分析方法，開(kāi)發(fā)了電能品質(zhì)圖形用戶（GUI）界面。界面包含3個(gè)主要部分：電動(dòng)汽車表征、電力系統(tǒng)表征和隨機(jī)等效電路分析。為驗(yàn)證該分析方法的有效性，將一個(gè)電儲(chǔ)能器（EAU）接入電網(wǎng)的實(shí)例進(jìn)行上述隨機(jī)等效電路分析，對(duì)比結(jié)果顯示所給出的方法能夠準(zhǔn)確地對(duì)電能品質(zhì)進(jìn)行評(píng)估。

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

編譯：陳丁躍