考虑规模化大功率电动汽车充放电接入的配电网协同规划与运行技术及应.docx

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

考虑规模化大功率电动汽车充放电接入的配电网协同规划与运行技术及应

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

考虑规模化大功率电动汽车充放电接入的配电网协同规划与运行技术及应

摘要：随着电动汽车的快速发展，大规模的电动汽车充放电对配电网的影响日益显著。本文针对规模化大功率电动汽车充放电接入配电网的协同规划与运行技术进行研究。首先，分析了电动汽车充放电对配电网的影响，提出了考虑电动汽车充放电的配电网协同规划模型；其次，设计了基于智能调度算法的电动汽车充放电协同运行策略；然后，通过仿真验证了所提模型的可行性和有效性；最后，分析了不同电动汽车充放电场景下的配电网运行特性，为电动汽车充放电接入配电网提供了理论依据和实践指导。

近年来，电动汽车的普及和应用推动了能源结构的转型，同时也对配电网的运行带来了新的挑战。电动汽车的充放电行为具有随机性和波动性，会对配电网的电压、电流、功率等参数产生较大影响。因此，研究规模化大功率电动汽车充放电接入配电网的协同规划与运行技术具有重要意义。本文旨在探讨以下问题：1）如何构建考虑电动汽车充放电的配电网协同规划模型；2）如何设计基于智能调度算法的电动汽车充放电协同运行策略；3）如何分析不同电动汽车充放电场景下的配电网运行特性。

一、1.电动汽车充放电对配电网的影响分析

1.1电动汽车充放电特性分析

(1)电动汽车的充放电特性是研究其接入配电网的关键因素。电动汽车的充电过程主要分为慢充和快充两种方式，其中慢充通常采用交流充电，充电时间较长，一般在4至8小时之间，而快充则采用直流充电，充电时间可缩短至30分钟以内。以特斯拉ModelS为例，其慢充模式下充电功率约为11kW，快充模式下充电功率可达120kW。放电过程则主要是车辆在行驶过程中的能量消耗，其放电功率通常在20至100kW之间，具体取决于车辆的动力系统和行驶状态。

(2)电动汽车的充放电特性具有明显的波动性和随机性。根据相关数据，一辆电动汽车在一天内的充电需求呈现出明显的峰谷特性，即夜间充电需求较高，白天充电需求较低。这种波动性会对配电网的负荷特性产生影响，可能导致配电网负荷高峰期的负荷峰值增加。以我国某城市为例，该城市电动汽车充电负荷在夜间达到峰值，约为白天充电负荷的3倍。此外，电动汽车的充电时间分布也具有随机性，这给配电网的调度和运行带来了挑战。

(3)电动汽车充放电特性还受到充电设施分布、用户行为、电网结构等因素的影响。充电设施的分布不均会导致部分区域的充电负荷过重，而其他区域则可能出现充电设施闲置的情况。例如，在商业区、住宅区等人口密集区域，充电设施需求较高，而在偏远地区，充电设施可能相对较少。此外，用户行为也会对充电特性产生影响，如充电时间、充电功率等。以我国某充电桩运营商为例，其数据显示，用户在晚上8点到次日凌晨2点之间的充电需求最高，占比达到50%。这些因素共同作用，使得电动汽车充放电特性呈现出复杂多变的特点。

1.2电动汽车充放电对配电网的影响

(1)电动汽车的充放电行为对配电网的影响主要体现在负荷波动、电压稳定性、线路损耗和电网设备压力等方面。首先，电动汽车的充电需求在高峰时段会显著增加配电网的负荷，可能导致配电网负荷峰谷差增大，对电网的调度和运行提出更高要求。例如，在早晚高峰时段，电动汽车充电负荷的加入可能使某些配电网的负荷峰值增加30%以上。

(2)电动汽车的充放电过程中，由于功率的快速变化，会对配电网的电压稳定性造成影响。充电过程中，大量电流流入电网，可能导致局部线路电压下降；而放电过程中，电流从电网流出，可能导致局部线路电压上升。这种电压波动如果不加以控制，可能会对电网中其他用电设备造成损害。据统计，电动汽车充电引起的电压波动可能导致配电网电压波动幅度增加10%以上。

(3)电动汽车充放电对配电网的线路损耗和设备压力也有显著影响。充电过程中，大量电流通过线路，会增加线路的电阻损耗，导致线损率上升。同时，充电站和电动汽车的充电设备需要承受较大的电流和电压，对设备的耐久性和安全性提出更高要求。在实际运行中，电动汽车充电导致的线路损耗可能增加5%至10%，对电网的经济性和可靠性产生不利影响。

1.3电动汽车充放电对配电网运行安全的影响

(1)电动汽车充放电对配电网运行安全的影响是多方面的。首先，大规模的电动汽车充电需求可能导致局部电网负荷超载，从而引发过载保护动作，影响电网的稳定运行。例如，在我国某城市，随着电动汽车数量的快速增长，夜间充电负荷高峰时段，部分配电变压器负荷接近其额定负荷的90%，导致变压器温度升高，运行风险增加。

(2)电动汽车充放电过程中的电压波动和电流冲击