电动汽车充放电模式对电网日负荷曲线的影响分析

摘要

环境污染、能源安全等问题凸显，电动汽车作为环保的交通工具，受到人们的关注。电动汽车充电负荷在时间上具有随机性，一定规模的电动汽车随机接入电网充电，必将对电网负荷产生影响。因此，在不影响电动汽车用户充电需求的前提下，对电动汽车充电时段进行优化管理，从而减小充电负荷对电网负荷造成消极影响;同时利用电动汽车作为一种移动的储能电源，对其放电进行管理使之为电网提供调峰的辅助服务。针对以上问题，对电动汽车在三种充电模式:无序充电、有序充电以及双向有序充电(V2G技术，Vehicle to Grid)下分别对电网日负荷曲线的影响进行分析。
　　在无序充电模式下，准确把握电动汽车充电负荷，是评估电动汽车对电网负荷影响以及对电动汽车进行充放电管理的基础。通过分析影响电动汽车负荷在时间上分布的综合因素及其相应的概率分布，建立了一种基于统计学的电动汽车充电功率模型。在此基础上利用蒙特卡洛模拟电动汽车在不同渗透率下的充电负荷。结果表明，电动汽车的规模化应用，给电网带来新一轮的负荷增长。
　　为了减小无序充电对电网负荷的影响，利用峰谷分时电价引导电动汽车用户进行有序充电。有序充电与无序充电的本质区别是改变了用户的起始充电时刻，而电价的时段划分又决定用户选择充电的起始时间，从而提出了电价时段划分对于引导用户充电重要性的猜想，并通过实际案例验证了猜想。进而构建电价时段的优化模型，利用粒子群算法进行求解，通过算例分析得到对电价时段优化后的低谷负荷明显提高，但对电网负荷调峰的效果不是很明显。
　　最后，利用电动汽车储能电源为电网提供调峰的辅助服务，实现V2G技术。在充分考虑电动汽车充放电对电池寿命影响的基础上建立电动汽车充放电模型，并提出影响电池寿命相关因素的约束条件;利用粒子群算法求解并进行算例分析，通过进一步对电动汽车放电进行引导，电网高峰负荷得到明显的改善，负荷曲线更加平滑。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电动汽车的背景及其充放电研究意义

1．1．1 电动汽车的研究背景

1．1．2 充放电负荷研究意义

1．2 电动汽车入网概述

1．2．1 电动汽车种类

1．2．2 电动汽车充放电模式

1．2．3 电动汽车对电网的影响

1．3 电动汽车充放电研究现状

1．3．1 无序充电研究现状

1．3．2 有序充电研究现状

1．3．3 V2G技术研究现状

1．4 研究方法和框架

1．4．1 研究方法

1．4．2 研究框架

第二章 电动汽车充电负荷模型

2．1 引言

2．2 影响充电负荷因素及其概率分布

2．2．1 电动汽车的普及程度

2．2．2 充电模式

2．2．3 动力电池特性

2．2．4 用户行为规律

2．3 充电负荷模型

2．3．1 单个电动汽车的充电负荷模型

2．3．2 多个电动汽车的充电负荷模型

2．4 基于蒙特卡洛模拟的电动汽车充电负荷

2．4．1 蒙特卡洛原理

2．4．2 电动汽车充电负荷模拟

2．5 算例分析

2．6 本章小结

第三章 峰谷分时电价政策下的电动汽车有序充电

3．1 引言

3．2 峰谷分时电价下的电动汽车充电负荷

3．2．1 电价模型

3．2．2 起始充电时刻

3．2．3 充电负荷模型

3．2．4 验证分析

3．3 峰谷分时电价时段优化模型

3．3．1 目标函数

3．3．2 约束条件

3．4 求解策略

3．4．1 粒子群算法

3．4．2 求解步骤

3．5 算例分析

3．6 本章小结

第四章 V2G参与电网调峰策略

4．1 引言

4．2 V2G技术组成

4．3 V2G参与电网调峰的数学模型

4．3．1 目标函数

4．3．2 约束条件

4．4 求解策略

4．5 算例分析

4．6 本章小结

第五章 结论

5．1 主要结论

5．2 主要工作点

5．3 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表论文