基于随机等效电路分析评估电动汽车电能品质

基于随机等效电路分析评估电动汽车电能品质

随着电动汽车的大规模使用及接入电网，对电力系统的规划运行、电能品质等产生较大影响。若无法有效调控电动汽车接入电网的行为，则会对电网的安全性、稳定性以及电能品质产生影响，这一结果将反过来造成电动汽车电池容量降低、功率输出不稳定等问题。目前，有各种先进的技术用来改善该问题，试图将大量电动汽车接入电网这一行为对电网电能品质的影响降到最低。在应用这些先进技术前，需要对它们可能造成电能品质的影响进行评估。对此，基于随机等效电路分析方法，给出一种电能品质评估方法，实现对电动汽车以及电网电能品质的评估。

利用随机等效电路分析时，将接入电网的电动汽车用等效电路代替，这种等效电路与戴维南电路具有相似的结构。不同的是，这种随机等效电路可以对电压幅值和相位进行定义。将所有接入电网的电动汽车表示为随机等效电路之后，通过并联的方式连接。连接后的电路则表示所有接入电网的电动汽车。对于每一个随机等效电路通过3个参数来表征：电压幅值、相位和频率。所有的随机等效电路可以通过一个三维矩阵来表征，之后在频域范围内结合一个随机概率分布对这个三维矩阵进行赋值。由于矩阵中0元素较多，因而采用稀疏矩阵的表示形式，既能减小存储空间又能减少计算时间。将接入电网的电动汽车数量看作泊松分布，接入电动汽车的充电时间看作指数分布，因而可得到不同时刻的三维矩阵。将不同时刻的三维矩阵与判断矩阵（各电动汽车正常的电压幅值、相位和频率矩阵）进行对比，记录出现电压偏差、相位偏移和频率偏差的次数，依次作为电网输入到电动汽车中电能品质的评价指标。为帮助设计人员使用所提出的随机等效电路分析方法，开发了电能品质图形用户（GUI）界面。界面包含3个主要部分：电动汽车表征、电力系统表征和随机等效电路分析。为验证该分析方法的有效性，将一个电储能器（EAU）接入电网的实例进行上述随机等效电路分析，对比结果显示所给出的方法能够准确地对电能品质进行评估。

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

编译：陈丁跃