电动汽车充电负荷对配电网继电保护影响的研究

摘要

当今人类社会面临着日益严峻的能源短缺与环境污染两大问题。纯电动汽车以其零排放、零污染、高效率、低噪声等特点一经推出便得到了快速的发展。随着电动汽车发展规模的不断扩大，将会有大量电动汽车作为配网的终端用电负荷接入电网，大规模电动汽车的充电行为必定会对原本的配网保护产生一系列影响。解决充电负荷对配网保护的影响，将有助于大规模发展电动汽车充电站，对拓展电动汽车市场，提高电网供电可靠性具有重要意义。
　　本文在研究充电原理的基础上，基于Matlab/Simulink平台搭建了充电机仿真模型进而搭建了充电站接入系统模型，考虑影响电动汽车充电的因素，建立了大规模电动汽车充电的负荷模型；重点研究了电动汽车充电的负荷特性；在模型基础上探讨了含充电负荷的配网的故障特性；从充电机不同工作状态、充电机不同台数以及充电站不同容量三方面详细分析了电动汽车充电对配电网继电保护产生的影响，并结合实际电网结构在Matlab/Simulink平台中进行仿真验证；最后以故障特性为依据，提出含充电站的配电网保护新方案。充电负荷具有随机性、冲击性、非线性、谐波大等特点，大规模电动汽车的充电行为增大电网负荷的同时会给线路电流带来一定的冲击，导致保护的可靠性、灵敏度降低，甚至可能出现保护误动、拒动的现象。针对充电负荷的负载特性提出三个改进的配网保护方案。方案一：基于无功功率突变量启动的电流保护；方案二：基于低电压启动的电流保护；方案三：负序电流与低电压闭锁相结合的电流保护。最后选取方案一通过Matlab仿真平台进行验证，结果证明方案解决了充电负荷对配电网保护带来的影响，为配网保护的改进提供参考。

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1 绪论

1.1 本课题研究的背景及意义

1.2 充电站国内外发展现状

1.3 本文主要工作

2 电动汽车充电站负荷特性分析

2.1 电动汽车充电技术

2.2 电动汽车充电机工作原理及分类

2.3 单台电动汽车充电的负荷特性分析

2.4 大规模电动汽车充电的负荷特性分析

2.5 本章小结

3 电动汽车充电站的故障特性分析

3.1 电动汽车充电站的仿真分析

3.2 充电负荷接入电网的故障特性分析

3.3 短路电流的特性分析

3.4 本章小结

4 充电负荷对配网继电保护的影响分析

4.1 配电网继电保护配置及其特点

4.2 充电负荷对配电网继电保护影响的理论分析

4.3 充电负荷对配电网继电保护影响的仿真分析

4.4 本章小结

5 含充电站的配网保护改进方案

5.1 考虑充电负荷影响的配网保护方案

5.2 算例验证

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献