基于微网负荷方差最小的电动汽车电力分配策略研究

摘要

随着我国经济持续快速增长，能源安全、气候变化、环境容量等问题日益成为全社会关注的焦点。推进能源生产和消费的全面转型将是实现经济社会可持续发展以及中华民族伟大复兴的根本出路。推广应用电动汽车以取代传统燃油汽车，是我国实现能源转型的重大举措。可以预见，在国家科技、产业政策的大力扶持和引导下，我国电动汽车产销量将在未来五至十年迎来爆发式增长。随着未来电动汽车的普及，一个非常严峻的问题即将浮出水面：大规模电动汽车无序充电将会给现有电网带来灾难性的破坏。　　二十世纪末便有学者提出了电动汽车与电网能量交互(V2G)的概念，利用 V2G技术引导电动汽车在常规用电负荷曲线的波谷时段进行充电，并在波峰时段向电网馈电，以此来缓解电动汽车大规模接入对现有电网的影响。然而，电动汽车作为一种交通工具，为了满足人们的日常出行需要须保障其充电需求。由于电动汽车在充电时间和空间上可控性差，且我国未来电动汽车数量庞大，如何在满足电动汽车的充电需求下，制定合理的电动汽车充放电策略以最大程度地减轻电动汽车充电对电网的损耗是本文的研究方向。现将文章的研究内容罗列如下：　　(1)根据电动汽车的充电功率对电动汽车的充电方式进行了介绍，从统计数据论证了无序充电会对电网造成负面影响。分析了电动汽车在V2G技术下能对现有电网起到削峰填谷的作用，并且能提高无缝消纳可再生能源的能力。　　(2)详细介绍了V2G实施的系统框架，在构建的V2G系统框架的基础上对电动汽车的充电策略进行了建模。文章建立了以微网负荷方差最小为目标、以满足电网供应以及电动汽车充电需求为约束条件的数学模型。随后对该模型进行了分析，说明了该模型的使用条件以及不足之处，并提出了改进方向。　　(3)就考察周期的选取以及离散化作了详细说明。对电动汽车充电可能出现的跨周期情形进行了分类约束，并根据实际情形对目标函数进行了修正，在此之上构建了基于电动汽车随机接入的V2G模型。　　(4)以某个工作区充电站作为研究对象，对电动汽车的相关数据进行了模拟仿真，在数据模拟的基础上对该工作区的微网进行了优化。通过对模拟结果的分析说明了该模型能够有效改善电网质量。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与方法

第2章 电动汽车充电方式及对电网的影响

2.1 电动汽车充电方式

2.2电动汽车与智能电网交互情景发展历程

2.3 电动汽车充电对电网的影响

2.4本章小结

第3章 基于微网负荷方差最小的车网能量交互模型

3.1 V2G系统构架

3.2数学模型

3.3模型分析

3.4 本章小结

第4章 基于电动汽车随机接入的V2G策略研究

4.1情景描述

4.2 周期的选取与离散化

4.3符号说明

4.4考虑电动汽车跨周期情形下车辆随机接入的V2G模型

4.5 本章小结

第5章 数据仿真与模拟分析

5.1 情景说明

5.2 数据仿真

5.3 模拟分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及参加科研项目情况