[发明专利]考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法

权利要求书

1.一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法，所述充电机设置于充电站内，其特征在于，该仿真方法具体包括：

步骤(1)：根据充电者的充电行为随机概率性来预测充电机投入情况，所述充电机投入情况包括每台充电机进行充电具体的投入时刻和每段时间内投入充电的充电机总数；

步骤(2)：根据充电机的充电参数，配置充电机相应参数，在仿真软件中构建出充电机模型；根据预测充电机投入情况来构建充电机投入时间控制电路模型；所述充电参数包括充电额定电压和充电额定电流；

步骤(3)：再根据充电机所在的实际充电站或预设充电站特性，修改充电机相应参数，最后运行充电机模型及充电机投入时间控制电路模型，仿真出充电机的谐波特性，进而得到充电机的各个谐波的概率密度函数分布曲线；

在所述步骤(1)中，考虑分时电价以及充电者的充电行为，假设分时电价以及充电者的充电行为都是随机变量，那么分时电价以及充电者的充电行为都服从一定的分布规律；所述分布规律为泊松分布规律；

所述步骤(3)包括：假设定义X_h和Y_h为一个充电机工作时h次谐波电流向量表达式中的实部和虚部，分别是以功率p作为自变量；设充电站有N个充电机，它们相互独立，在相同的充电技术条件下工作，谐波电流I_k是相互独立的，其中k＝1，2，3，…，N；当电动汽车集中充电的规模很大时，根据概率统计学大数定律和中心极限定理，X_h和Y_h的分布服从正态分布；获取X_h和Y_h的联合分布密度函数；Cov(X_h,Y_h)为X_h和Y_h的协方差，对于独立随机变量的和的协方差等于相对应的独立随机变量的协方差的和，并求出随机变量总的幅值；假设谐波相位角为θ，根据求出随机变量总的幅值获取随机变量的概率密度分布函数和h次谐波电流幅值的期望值和方差；

所述随机变量总的幅值为：

假设谐波相位角为θ，则X_h＝z_hcosθ，Y_h＝z_hsinθ，则随机变量的概率密度分布函数为：

2.如权利要求1所述的一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，将充电机投入情况作为随机事件，假设在(s,s+t)时间段内，出现充电机投入情况的次数为k次的概率为：

其中k＝0,1,2,3......；

其中，N_s+t和N_s分别为在s+t和s时刻出现的充电机投入情况的次数；t表示时间；λ为单位时间内充电机工作的频率。

3.如权利要求1所述的一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，利用PSCAD中的自定义元件建立充电机模型。

4.如权利要求1所述的一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，充电机投入时间控制电路模型包括逻辑与非器件，所述逻辑与非器件的输入端与充电电流判断模块和充电机投入时刻判断模块分别相连；

所述充电电流判断模块包括第一比较器，所述第一比较器的第一输入端和第二输入端分别与充电电流信号采集电路和电流阈值输入电路相连，第一比较电路将接收到信号进行比较并输出高电平信号或低电平信号至逻辑与非器件；

所述充电机投入时刻判断模块包括第二比较器，所述第二比较器的第一输入端和第二输入端分别与充电机投入时刻脉冲信号输入电路和投入时刻阈值脉冲信号输入电路相连，第二比较电路将接收到信号进行比较并输出高电平信号或低电平信号至逻辑与非器件；所述逻辑与非器件对接收的信号进行逻辑处理，输出触发信号来控制断路器的开闭。

5.如权利要求1所述的一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，充电机的谐波特性表现为：谐波电流幅值随着谐波次数的增加而减小；以及电网公共连接点的谐波特性与谐波次数相关，次数越大，方差越小，并且在均值附近的该次谐波电流的概率密度愈大。