计及电动汽车换电站的微网/配电网双层优化调度研究

摘要

随着能源问题和环境问题对社会带来的压力逐渐增加，优化能源结构、变革能源生产和利用方式等应对措施开始受到人们的重视。微网作为一种控制一系列分布式能源的电网机制，在合理的调度和利用下有助于提高可再生能源的利用率从而减少对石油的依赖；电动汽车的推广和使用可以降低温室气体排放、减少汽车尾气对环境的污染。然而大规模的电动汽车直接接入配电网中无序充电的行为，会导致“峰加峰”的现象，加剧电网峰谷差，影响电网的稳定运行。顺应发展前景，本课题建立了计及电动汽车换电站的微网、配电网双层优化调度模型，主要研究内容如下：
　　首先，介绍了国家鼓励的电动汽车换电运营模式和配套设施结构，讨论了电动汽车换电模式相对于随机充电模式的优势、其对应的配套设施电动汽车换电站在微网中的接入方式；详细阐述了的双层优化理论和几种常见的双层规划模型，以及双层优化在电力系统中的应用。
　　其次，根据国家电网推广的电动汽车换电站运营模式，建立了一个微网环境下计及电动汽车换电站的优化调度模型，该模型以微网与配电网功率交换最小为目标函数，在满足换电站电池需求及电池充放电规则的前提下，考虑不同电池电量和状态的电池数量和数量变化率。根据仿真结果比较了不同配送需求下调度模型的可行性并根据实际优化效果进行了分析。
　　最后，研究了在配电网中同时考虑分布式电源及电动汽车换电站的优化调度问题，根据配电网和微网的上下层关系，建立了一个含多个微网的配电网双层优化调度模型，上层以电网负荷波动平方差最小为目标；下层在满足各微网中换电站充电需求的情况下，以使实际调度计划与上层调度偏差最小为目标，在模型中通过充分利用电池的储能功能提高可再生能源的利用率，平滑配电网负荷；通过改进的遗传算法和免疫算法组合求解组合优化问题，并通过仿真结果分析了模型的有效性。

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第 1章 绪 论

1 .1研究背景及意义

1 .2课题研究现状

1 .3本文的主要工作

第2章计及电动汽车换电站的优化调度问题相关理论

2 .1引言

2 .2电动汽车换电模式研究

2 .3双层优化理论

2 .4本章小结

第3章微网环境下计及电动汽车换电站的优化调度模式

3 .1引言

3 .2换电站配置及电池组假设

3 .3数学模型

3 .4算例分析

3 .5本章小结

第4章含多微网的配电网双层优化调度

4 .1引言

4 .2基于双层优化的联合调度模型

4 .3算例分析

4 .4本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介