1. 研究目的与意义
我们国家的石油资源其实并不丰富，随着经济的日益增长，咱们国家对于石油这种战略资源的依赖性越来越强。
发展新能源汽车，用新型能源替代传统石化燃料虽然无法帮助中国摆脱对石油的依赖，但可以减轻这种依赖，所以从能源安全角度来看，发展新能源汽车有它的这个必要性。
并且新能源汽车也将比传统汽车更加环保，更加有利于可持续性的发展。
2. 课题关键问题和重难点
随着电动汽车的日益增加，电动汽车充电站（EVCS）的规划也迫在眉睫。
由于交通流量和车主出行情况具有随机性，导致EVCS充电负荷也具有不确定性，因此准确分析强随机性充电负荷对配电网电压稳定性，运行可靠性影响，为配电网扩展规划和充电站建设提供决策依据，是电动汽车普及过程中亟待解决的重大问题。
可以通过研究电动汽车充电对电压稳定性的影响并建立包含电动汽车充电的电压稳定性的数学模型，研究包含电动汽车充电的电压稳定性的分析方法，最终运用matlab进行仿真分析，验证包含电动汽车充电的电压稳定性的分析方法的可行性。
3. 国内外研究现状（文献综述）
全球资源逐渐枯竭，环境污染愈发严重。根据 2021 年 3月国际能源署官网发布报告，2020 年全球二氧化碳的排放量高达 3.151010 t，每秒有1 000 t二氧化碳排放到空气中。降低不可再生资源的消耗，减少CO和CO2等污染气体的排放，控制及减少污染，确保可持续发展是 21 世纪的主题随着电动汽车的快速发展，仅 2020 年全球电动汽车的总销量就达近 312 万辆，其中国内电动汽车总销量约 136.7 万辆，占全球电动汽车总销量的 43.8%。
汽车作为负荷接入电力系统，对主动配电网的日常运行造成干扰，并引发诸多问题，研究电动汽车接入主动配电网的稳定性问题，具有重要意义。主动配电网是目前较为先进智能的配电网络，具有灵活的拓扑结构，可以主动地检测到配电网、用户侧和分布式电源的运行状态，并提高电能质量、减小电压波动和进行无功补偿。电动汽车充电桩的无序建设及不合理配置会对配电网运行的稳定性、安全性和经济性产生严重的影响。
为解决这一难题,要构建基于配电网电压稳定指标的电动汽车充电桩最优规划模型。从理论研究方面来说，国内外学者的理论研究工作主要集中在以下几个方面：国外对于配电网和用户的经济性研究较深入，对电动汽车在空间和时间维度充电策略已有较为成熟的理论和应用。在波动性能源接入电网，电动汽车充电技术等方面也已经取得一定的成功。我国目前集中研究电动汽车分时电价对电动汽车用户引导充电，目的在于降低用户费用，缩减充电桩数量，减小充电桩建造成本。规模化电动汽车接入主动配电网以后，用户个人行为习惯、空间特性、时间特性和季节等不确定因素都会对主动配电网的稳定性、用户充电的经济性等产生影响。调控电动汽车经由 V2G 充电桩充放电，可以提高电能质量、改变电网负荷分布、调节电网频率、提高改善电网无功功率的补偿、提高可再生资源利用水平。 大规模电动汽车无序接入主动配电网充电，必然造成电能质量下降。国外研究主要集中在：规模化电动汽车接入主动配电网引起的谐波污染、电压不平衡以及变压器过载等方面。国内研究主要集中在：规模化电动汽车接入主动配电网导致的谐波污染、电压下降、三相不平衡以及变压器过载等方面。 电网调频是国内外研究的热点。国外研究主要集中在：规模化电动汽车接入电网后的分散控制调频和对主动配电网的二次调频等方面；国内的额定频率是 50 Hz，其波动范围不超过0.2 Hz，一旦偏移波动范围可能导致电力系统崩溃。国内研究主要集中在：通过大规模电动汽车接入主动配电网减小频率偏差方面。 电网稳定性是在给定的条件下，电网受到扰动后再次恢复到相对平衡状态的能力。目前，国外研究主要集中在：电动汽车充电位置和充电桩功率对电压稳定性的影响。国内研究主要集中在：通过电动汽车有序充电策略调控负荷分布增强电压稳定性。 规模化电动汽车进行电网调频和平衡电网负载，需要考虑配电网和用户的经济性。用户可以通过对电动汽车的电价进行低买高出，获得收益，电网可以使用可再生资源对电动汽车充电，降低电网的运行成本。国外对于可再生资源的消纳和减低电费降低进行研究，旨在有效降低电网层和用户层的费用。LI C 等提出电动汽车在时间维度和空间维度调度双层优化法，上层考虑充电紧迫性和放电充足性，下层在考虑电价的基础上对电动汽车时间和空间维度调控，国内研究主要集中在：通过分时电价引导用户充电。陈中等基于电动汽车充电具有随机性和电价需求的弹性模型，提出电动汽车充电的最优分时电价。 文献[1]介绍了国内外对规模化电动汽车接入主动配电网的研究进展。文献[2]提供了一种最优规划方案，在满足投资经济性的前提下，配电网电压稳定性最好，且系统有功损耗受充电站介入影响最小的计算方法。文献[3]验证了电气介数会影响系统并提供了相关的分析方法。文献[4]根据电动汽车接入的功率和随机性，并通过svm对局部电压稳定性指标训练和预测，得出电动汽车随机接入电网对自身母线产生电压稳定性的影响还有对相邻母线的电压稳定性也造成较大影响。文献[5]主要提供了电动汽车接入电网对电压稳定性指标影响的算法。文献[6]介绍了电动汽车并网充电的电力系统电压稳定性及控制策略文献[7]提供了在最坏充电条件下电动车充电对电网的影响的评估模型和方法。文献[8]提高了一种考虑充电站全生命周期成本和配电网安全经济运行的更优化的向量优化算法。文献[9]提出基于强化学习的电动汽车集群实时优化调度策略，以最小综合成本建立电动汽车集群参与电网机组经济调度模型，有不依赖预测信息和运筹优化算法，保证物理约束的优势。文献[10]提供了使用拉丁超立方抽样技术获得大量场景，并通过改进的k-means聚类算法缩减场景建立风-光-负荷-EVCS负荷的时序性和他们之间相关性的EVCS电器接入点优化的场景概率模型。综上所述，大规模电动汽车接入电网对电压稳定性造成的影响，是可以在一定条件下受到控制的。可以通过控制选址，分时电价引导人们充电行为，电网智能调控，无功补偿器等来减少电动汽车接入对电能质量造成影响，甚至让电动汽车的介入提高电能的质量。
4. 研究方案
构建基于配电网电压稳定指标的电动汽车充电站最优规划模型。 首先分析电动汽车大规模接入充电对电压稳定性的影响。并建立相关的数学模型。 为研究电动汽车充电站选址对电压稳定性的影响，使用一种基于电气介数的分析方法。定量分析充电站接入高电气介数和低电气介数节点后系统电压分布的变化，探讨电气介数对系统电压稳定性的影响。 对电动汽车静态负荷特性进行分析，使用一种电动汽车充电行为的时空分布模型，建立在无序充电情况下，大量电动汽车充电负荷计算模型，用于评估高渗透率下电动汽车充电对配电网的影响。对配电网进行仿真分析，分析配电网接纳电动汽车情况与常规负荷情况下的静态电压稳定裕度，在此基础上研究集中充电系数对配电网电压稳定裕度的影响，并设计相应的切负荷紧急控制策略。 研究基于峰谷分时电价的电动汽车有序充电控制策略，建立有序充电控制模型。分析分时电价对降低电动汽车充电对电压稳定性影响的作用。 通过仿真软件对建立的数学模型进行验证，寻找大规模电动汽车充电时，对配电网最有利的调控方案。
5. 工作计划
第一周:查阅电动汽车对电压稳定性的影响相关文献第二周:翻译外文文献第三周:撰写开题报告第四周:研究电动汽车充电电压稳定性的影响第五周:研究含电动汽车的电压稳定性数学模型第六周:研究含电动汽车的电压稳定性数学模型第七周:研究含电动汽车的电压稳定性分析方法第八周:研究含电动汽车的电压稳定性分析方法第九周:运用matlab仿真分析含电动汽车的电压稳定性第十周:运用matlab仿真分析含电动汽车的电压稳定性第十一周:撰写论文第十二周:撰写论文
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