私人电动汽车快速有序充电策略研究

摘要

随着现代社会和经济的发展，未来汽车行业发展趋势最快的必然是电动汽车产业。相对于传统燃油汽车而言，电动汽车的发展一方面可以减少汽车尾气排放的二氧化碳所带来的温室效应，降低温室效应对环境气候的破坏；另一方面也可以降低人类对传统化石能源的依赖，我们可以利用清洁能源替代传统化石能源从而积极响应国家发展清洁能源的号召。虽然电动汽车有很多优点，但是电动汽车是以车载电池作为能源供给，可通过充电桩对电动汽车充电。而电动汽车作为充电负荷，若是大规模电动汽车无序接入配电网进行充电，必然会给电网的安全稳定运行带来一系列负面的影响。为保证电网稳定安全运行，需要对电动汽车进行快速有序充电研究。 首先，本文分析了国内外电动汽车充电站充电负荷建模的影响因素以及电动汽车有序充电策略的研究现状。并针对电动汽车快速充电问题，综合考虑配电网削峰填谷、充电站位置信息和电动汽车用户个人充电喜好等因素，使其都综合考虑到电动汽车有序充电过程中，来制定私人电动汽车快速有序充电策略。快速有序充电策略的制定首先考虑用户个人充电喜好（到达充电站的时间、排队等待时间、开始充电时间和充电结束时间等）和道路交通网模型，假设电动汽车初始位置在随机的点上，采用 Floyd算法计算各个初始点到充电站的最短距离，建立了充电站充电负荷模型。 其次，提出了两种快速有序充电方案。一是建立使电动汽车的总充电时间最小、配电网最小功率标准差和峰谷差最小化的有序充电策略。利用加权求和法将多目标函数归一化为单个目标求解；二是以电动汽车的总充电时间为约束条件，实现配电网的削峰填谷；并采用遗传算法解决这一问题。 最后，以兰州市工作日和节假日的交通路网数据为例，分别对工作日和节假日情况下的两种有序优化方案进行了模拟和分析，仿真结果表明：当无序充电时，总充电时间最小，配电网的削峰填谷效果最差；电动汽车不考虑时间目标函数的有序充电策略中，配电网的削峰填谷效果是最好的，总的充电时间最长；当电动汽车考虑时间目标函数的有序充电策略时，配电网的削峰填谷效果居中。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3电动汽车产业发展现状

1.4国内外研究现状

1.5本文的主要工作

第2章 电动汽车的分类及充电模式

2.1电动汽车分类

2.2电动汽车充电模式

2.3本章小结

第3章 充电站充电负荷建模

3.1充电站充电负荷建模影响因素

3.2道路交通网模型

3.3充电站充电负荷建模

3.4蒙特卡洛法

3.5 Floyd算法

3.6本章小结

第4章 电动汽车快速有序充电策略

4.1有序充电策略的说明

4.2电动汽车有序充电策略

4.3遗传算法

4.4基于Pareto占优的多目标求解算法

4.5路网结构与参数

4.6本章小结

第5章 仿真结果与分析

5.1基本假设与初始化

5.2仿真结果与分析

5.3本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B