基于光伏微网通信服务的电动汽车充电动态决策模型

摘要

新能源汽车和分布式电源作为国家两大新兴战略产业，在政府的大力支持下得以广泛而蓬勃地发展起来。智能电网下的微电网随之应运而生，其“即插即用”的模式将为电网降低发用电成本、提高供用电品质和实现智能化等方面带来优势。V2G技术作为一种应用交叉的新型能量互动技术，在微电网的应用环境下可充分发挥其经济性、灵活性和可接入性的特点，与微电网下具有随机性和间歇性的光伏发电、风力发电等分布式电源联合应用，可以将优势最大化。统一的IEC61850通信标准将对微电网下各分布式组成单元之间参数信息通信提供技术保障。
　　本研究主要内容包括：⑴分析微电网下电动汽车作为分布式电源与间歇式分布式电源之间的实时通信需求，从电动汽车充放电策略与风电出力协调优化出发，建立目标函数和约束条件的数学模型；从微电网下V2G系统需求模型、V2G装置电池充电器的数学模型和微电网下计及光伏发电出力的 V2G需求模型分析入手，得到电动汽车单元充电行为的需求功率，得出微电网下电动汽车单元与光伏发电单元之间的实时通信需求。⑵将IEC61850标准引入微电网作为电力系统通信标准，建立微电网的分层式通信结构；依据IEC61850对逻辑节点的命名规则和抽象方法，对电动汽车依托V2G充电站在微电网环境下实现通信需求功能所对应的逻辑节点、数据、数据属性和属性类型进行研究，特别是对标准中并没定义的逻辑节点予以研究；通过对V2G充电站的逻辑抽像，依据IEC61850-7-420通信标准在微电网环境下构建V2G充电站及其相关设备和管理系统的数据通信模型。⑶研究Reporting报告机制，基于Reporting报告机制对通信服务模型、报告控制模块 RCB和报告触发机制等进行设计；以动力电池寿命状态预测为例对参数同步通信进行研究，设计基于数据对象值替换的参数同步通信方案；对报告触发进行了设计，并对报告报文进行编程实现；对报告服务流程和操作界面进行设计，通过模拟实验进行验证。⑷对光伏发电出力的随机性进行分析，得出光伏出力的Beta分布模型；基于光伏出力的不确定性结合马尔可夫决策过程建立一种电动汽车充电动态决策模型；建立电动汽车与光伏发电单元之间光伏发电单元有功出力实时参数同步报告机制，并搭建硬件平台，对通信服务进行模拟实验分析。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2相关行业研究现状

1.3本文研究内容与主要工作

第二章 微网下V2G的通信需求分析

2.1微电网的分层架构

2.2微网分布式能源实时通信需求

2.3 本章小结

第三章 基于IEC 61850对微电网下V2G充电站信息建模

3.1 IEC 61850的基本信息建模

3.2 IEC61850对V2G充电站信息建模

3.3 本章小结

第四章 基于Reporting机制实现参数同步设计

4.1通信服务设计

4.2通信参数同步设计

4.3通信服务的编程实现

4.4报告报文的模拟实验

4.5 本章小结

第五章 微网下电动汽车单元的充电策略及其通信

5.1光伏发电出力的随机性分析

5.2基于光伏出力不确定性的电动汽车充电策略

5.3电动汽车单元与光伏发电单元的参数同步通信

5.4 V2G通信服务模拟实验

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

附录 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目