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電氣畢業(yè)論文電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響研究-在線瀏覽

2025-08-11 00:25本頁(yè)面
  

【正文】 充分考慮電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的時(shí)間和空間分布,權(quán)衡電網(wǎng)投資的經(jīng)濟(jì)性和電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。文獻(xiàn)[12] 指出電動(dòng)汽車充電站布局包括“需求”和“可能性”2 個(gè)因素,衡量充電站需求的主要指標(biāo)是交通量與服務(wù)半徑2 個(gè)要素,決定可能性與否關(guān)鍵在于交通、環(huán)保及區(qū)域配電能力等外部環(huán)境條件與該地區(qū)的建設(shè)規(guī)劃和路網(wǎng)規(guī)劃,并且充電站的設(shè)置應(yīng)充分考慮本區(qū)域的輸配電網(wǎng)現(xiàn)以及電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)。文獻(xiàn)[14]還指出充電站的設(shè)置應(yīng)充分考慮本區(qū)域的輸配電網(wǎng)現(xiàn)狀以及電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)。文獻(xiàn)[15] 建立了電動(dòng)汽車–風(fēng)電協(xié)同調(diào)度的優(yōu)化模型,以中國(guó)區(qū)域電網(wǎng)為例,分析了調(diào)度電動(dòng)汽車充電以平滑電網(wǎng)等效負(fù)荷波動(dòng)、消納夜間過(guò)剩風(fēng)電的可行性。電動(dòng)汽車有序充電控制根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),一般以經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)或?qū)﹄娋W(wǎng)的影響最小為目標(biāo),綜合考慮電池性能約束與用戶充電需求,協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車充電過(guò)程,控制的手段為充電時(shí)間和充電功率的大小[1]。文獻(xiàn)[17]以使網(wǎng)損和充電成本最小為目標(biāo),基于網(wǎng)損靈敏度選擇優(yōu)先充電的電動(dòng)汽車,提出了電動(dòng)汽車實(shí)時(shí)有序充電控制策略,該策略可有效降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損,并改善配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓波形。文中考慮了負(fù)荷預(yù)測(cè)的誤差,比較了在無(wú)電動(dòng)汽車接入、電動(dòng)汽車無(wú)序充電和有序充電3 種情景下配電網(wǎng)網(wǎng)損的大小。 論文主要研究?jī)?nèi)容 此次研究的基本內(nèi)容有:(1)電動(dòng)汽車負(fù)荷分類目前電動(dòng)汽車的充電方式主要為三種:快速充電、漫速充電、地面充電系統(tǒng)(直接更換電池組);因而將電動(dòng)汽車負(fù)荷分為三類:基荷、可控負(fù)荷和雙向功率傳輸部分。(2)電動(dòng)汽車大規(guī)模接入對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響電動(dòng)汽車大規(guī)模接入后會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)新增大量用電設(shè)備,而這些用電設(shè)備又存在較大的隨機(jī)性,會(huì)給傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)增加了新的不確定因素,因而需對(duì)傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)需要坐出相應(yīng)的調(diào)整,進(jìn)行相對(duì)較為準(zhǔn)確的配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè),對(duì)以后的配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供指導(dǎo)。2 電動(dòng)汽車負(fù)荷分類電動(dòng)汽車大規(guī)模使用,充電負(fù)荷接入電網(wǎng),將對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行以及電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生深刻影響。就單一車輛而言,它主要由用戶出行需求決定,同時(shí)受到用戶使用習(xí)慣、設(shè)備特性等因素的影響。 電動(dòng)汽車充電模式 電動(dòng)汽車的充電模式主要有三種:常規(guī)快速充電、常規(guī)慢速充電、地面充電系統(tǒng)(快速更換電池)。常規(guī)慢速充電系統(tǒng)則相對(duì)普遍,既可以是家用也可以是停車場(chǎng)等公共場(chǎng)所。常規(guī)慢速充電一般采用小電流的恒壓或恒流充電,一般充電時(shí)間為5至8小時(shí),甚至長(zhǎng)達(dá)10至20小時(shí)。 常規(guī)快速充電又稱應(yīng)急充電,類似于現(xiàn)行的汽車加油站,一般充電時(shí)間為20分鐘到2個(gè)小時(shí)之間,隨著充電技術(shù)的發(fā)展,這個(gè)時(shí)間會(huì)越來(lái)越短。地面充電系統(tǒng)(直接更換電池),可以直接卸下己經(jīng)耗盡的電池,更換己經(jīng)充滿電的電池,極大地提高汽車?yán)眯?。充電模式充電時(shí)間車輛利用率調(diào)度可靠性調(diào)度規(guī)模管理初期投資成本快速充電20min~2h較高高大方便高慢速充電5h~20h一般中非常大非常方便中地面充電20min~2h/5h~20h高高小復(fù)雜高表21電動(dòng)汽車充電模式特點(diǎn)分析 影響充電負(fù)荷的因素電動(dòng)汽車對(duì)電力系統(tǒng)的影響主要通過(guò)充電負(fù)荷實(shí)現(xiàn),充電負(fù)荷集中反映了電動(dòng)汽車對(duì)電力系統(tǒng)的影響;同時(shí),這種影響的結(jié)果很大程度上取決于充電負(fù)荷的特征。它們決定了用戶的充電時(shí)間、需求電能以及獲得充電服務(wù)的情況。(3)電池特性:包括電池容量、充放電速率和充放電曲線等,決定了實(shí)際的充放電功率及充電負(fù)荷曲線。隨著V2G 技術(shù)的提出和推廣,能量雙向流動(dòng)的充電設(shè)施將成為主流。(5)電動(dòng)汽車數(shù)量:決定了充電負(fù)荷的整體規(guī)模。 電動(dòng)汽車充電負(fù)荷分類電動(dòng)汽車的充電模式?jīng)Q定了它與電網(wǎng)互動(dòng)的模式。為了研究電動(dòng)汽車對(duì)于配電網(wǎng)的影響,本文依據(jù)電動(dòng)汽車的充電模式和影響電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的因素將電動(dòng)汽車負(fù)荷分成三類:基荷、可控負(fù)荷和雙向能量傳輸部分。其中,基荷指有剛性充電需求的電動(dòng)汽車,為恒功率負(fù)荷;可控負(fù)荷指可以限制其用電量的電動(dòng)汽車,可以控制接入數(shù)量。圖21 電動(dòng)汽車功率與電網(wǎng)功率流動(dòng)圖 本章小結(jié)通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的分析,說(shuō)明電動(dòng)汽車具有三種不同的充電模式,且各有各的充電特點(diǎn)和投資需求,相應(yīng)的也就有不同的應(yīng)用場(chǎng)合。充電負(fù)荷性質(zhì)復(fù)雜,主要取決于以下因素:出行需求,使用習(xí)慣,充電設(shè)施,電動(dòng)汽車數(shù)量等。21華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3 電動(dòng)汽車對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響電動(dòng)汽車大規(guī)模接入配電網(wǎng),直接影響是導(dǎo)致城市用電負(fù)荷快速增長(zhǎng),而對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)將是一次巨大的變革。 傳統(tǒng)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè) 負(fù)荷預(yù)測(cè)是在充分考慮一些重要的系統(tǒng)運(yùn)行特性、增容決策、自然條件與社會(huì)影響的條件下,研究或利用一套系統(tǒng)地處理過(guò)去與未來(lái)負(fù)荷的數(shù)學(xué)方法,在滿足一定精度要求的情況下,確定未來(lái)某特定時(shí)刻的負(fù)荷數(shù)值。對(duì)于電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法,從業(yè)者己經(jīng)做了大量深入、細(xì)致的研究,并且提出了適應(yīng)不同情況的方法,概況起來(lái),主要分為兩類:一類是確定性的預(yù)測(cè)方法,如單耗法、計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析法、電力彈性系數(shù)法、時(shí)間序列法、回歸分析法等。通常負(fù)荷預(yù)測(cè)方法都是在特定條件下建立的頂測(cè)模型,因此都存在一定的局限性。電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的主要內(nèi)容為預(yù)測(cè)電網(wǎng)的負(fù)荷和電量,而實(shí)際預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)通常是取最大負(fù)荷和總電量,通常通過(guò)負(fù)荷分類來(lái)預(yù)測(cè),所以可以分為最大負(fù)荷、總電量、分類最大負(fù)荷、分類電量四類預(yù)測(cè)量。(1)通過(guò)總電量和最大負(fù)荷(總負(fù)荷)可以計(jì)算分類最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),即: (31)其中,為最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),為總電量,為最大負(fù)荷; (2)分類總電量和最大負(fù)荷(總負(fù)荷)可以計(jì)算分類最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),即: (32)其中,為第h類最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù),為h類負(fù)荷總電量,為第h類最大負(fù)荷;(3)各類分電量相加即得總電量,即: (33)其中,H為負(fù)荷類型總量;(4)分類負(fù)荷合并為總負(fù)荷的時(shí)候,需要乘以負(fù)荷同時(shí)率,即: (34)其中,為負(fù)荷同時(shí)率。其中,為各分類負(fù)荷分向量,即各類負(fù)荷的最大負(fù)荷預(yù)測(cè)值;為規(guī)范化分類負(fù)荷的H負(fù)荷向量矩陣;為第h類負(fù)荷規(guī)范化日負(fù)荷曲線向量;為t時(shí)刻第h類負(fù)荷對(duì)應(yīng)其最大負(fù)荷的值,因此,即。圖31 負(fù)荷預(yù)測(cè)具體實(shí)現(xiàn)途徑 修正配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)大規(guī)模電動(dòng)汽車的接入,給傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)增加了新的不確定因素。電動(dòng)汽車的充電模式不同,所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷密度也不相同。依據(jù)充電模式的不同,電動(dòng)汽車典型負(fù)荷密度指標(biāo)如下表31充電模式充電時(shí)間充電電流大小充電電壓充電機(jī)數(shù)量負(fù)荷密度指標(biāo)是否為獨(dú)立用地性質(zhì)快速充電20min~2h250A~400A400V610臺(tái)大是慢速充電5h~20h10A~15A220V10臺(tái)小否地面充電20~2h/5h~20h10A~15A/250A~400A400V10臺(tái)大是表31 電動(dòng)汽車典型預(yù)測(cè)具體實(shí)現(xiàn)途徑電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)引起配電網(wǎng)負(fù)荷密度發(fā)生變化,新的用地性質(zhì)將會(huì)出現(xiàn),負(fù)荷點(diǎn)的變動(dòng)將影響變電站的布點(diǎn),而變電站的布點(diǎn)將反過(guò)來(lái)影響充電站的位置,所以電動(dòng)汽車充電站的規(guī)劃應(yīng)與配電網(wǎng)規(guī)劃同時(shí)進(jìn)行。另外,電動(dòng)汽車大規(guī)模接入配電網(wǎng),若不加以控制,將導(dǎo)致電網(wǎng)瞬時(shí)功率非常大,且需要更多的備用容量,導(dǎo)致降低電網(wǎng)的供電可靠性。電動(dòng)汽車快速充電站和地面充電系統(tǒng)一般都作為獨(dú)立用地性質(zhì)建設(shè)的,所以采用這兩種充電模式的電動(dòng)汽車可以歸為一類,而普通慢速充電設(shè)施一般都建立在居民小區(qū)或是停車場(chǎng)等公共場(chǎng)合,所以采用慢速充電的電動(dòng)汽車充電負(fù)荷需與其他負(fù)荷組合為一類。圖32 負(fù)荷預(yù)測(cè)修正后的實(shí)現(xiàn)途徑 本章小結(jié)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)旨在提供城市的發(fā)展?fàn)顩r及水平,同時(shí)確定各個(gè)供電區(qū)以及整個(gè)規(guī)劃區(qū)的供用電量、最大負(fù)荷、總負(fù)荷的發(fā)展水平、用電負(fù)荷的構(gòu)成和負(fù)荷分布情況。因而傳統(tǒng)負(fù)
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