[发明专利]考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法

说明书

本发明公开了一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法，包括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具体的投入时刻和每段时间内投入充电的总数；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；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。

技术领域

本发明属于充电机仿真领域，尤其涉及一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法。

背景技术

电动汽车充电离不开充电机，而充电机是由大量电力电子设备构成的非线性设备，其运行时势必会对电网产生谐波污染。随着电动汽车的普及应用，大规模电动汽车充电机或充电站工作时的谐波对用电设备、电能质量、变压器等产生的影响和危害不容忽视。

充电机是充电系统中的核心设备，主要功率转换单元和充电控制单元组成。随着高频电力电子技术的发展，各种新型充电机层出不穷，而由大量电力电子器件组成的充电机是典型的非线性设备，势必会对电网造成谐波污染。

其中，充电机的谐波电流幅值大小与充电机的类型、运行方式及负载变化有关。其中，运行方式包括充电机充电时间因素。目前，对于集中式、采用常规充电方式的大型充电设施，由多台充电机并联组成，当前缺少研究具有随机特性的大规模电动汽车充电的谐波特性分析，也未考虑充电机充电时间的随机性对充电机谐波特性的影响。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种考虑随机特性的充电机谐波特性分析仿真方法。该方法考虑了充电机充电时间的随机性，适用于大规模电动汽车充电的谐波特性分析，得到充电机的相应谐波特性，有利于指导充电机的实际生产运行过程，能够有效抑制谐波电流。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

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，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具体的投入时刻和每段时间内投入充电的总数；

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。

进一步的，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。

进一步的，所述分布规律为泊松分布规律。其中，泊松过程是表示随机事件发生次数的累计的随机过程。

进一步的，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，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。

本发明将充电机投入情况作为随机事件，根据充电者的充电行为服从泊松分布规律，进而得到电动汽车充电机工作的随机分布特性。

进一步的，在所述步骤(2)中，利用PSCAD中的自定义元件建立充电机模型。