计及需求响应的电动汽车光伏充电站能量管理策略

摘要

近年来，发展电动汽车已被各国政府普遍确立为提高汽车产业竞争力、保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。在智能电网的发展背景下，研究电动汽车充电设施与分布式光伏电源的集成模式，有利于实现电动汽车对可再生能源的就地消纳利用，提升整体运行的经济效益和环境效益。考虑到用户的差异化充电需求和实时电价的波动对充电站运行的影响，需要制定合理的需求响应机制和能量管理策略，在满足用户充电需求的前提下，尽可能降低光伏充电站的运营费用，减少电动汽车的间接碳排放，降低电动汽车充换电设施的大范围推广对现有配电网安全性的影响。
　　本文所研究的电动汽车光伏充电站将充电设施与光伏发电系统进行结合，计及电网与充电站间需求响应行为的影响，提出了能量管理策略对电动汽车光伏充电站的运行进行合理的控制。本文首先将电动汽车按充电行为分为刚性充电和柔性充电两类，然后以充电完成度最大化和光伏充电站的运营费用最小化为原则，将光伏实时出力和电网的实时电价作为基础，基于动态规划对光伏充电站的运行进行优化，并对站内充电的电动汽车进行功率分配。本文提出的能量管理策略包含四个部分:动态事件触发机制、充电可行域模型、基于动态规划的优化运行模型和和电动汽车充电功率分配策略。该策略是基于非预测机制，避免了因预测算法而引入的缺陷（不确定误差）。在算例分析中，以商业办公区光伏充电站为例，对不同光伏水平和不同电价水平的场景下该策略的运行效果进行了对比分析，实验结果验证了该策略在各种场景下的合理性和适用性，可以有效降低光伏充电站的运营费用。在充电功率分配方面，站内电动汽车均取得了较高的充电完成度。通过仿真实验的运行效率结果分析可知，该策略还具有较好的实时性，计算时间少且占用内存小，能有效发挥光伏充电站的优势并且实现预期目标，对今后电动汽车光伏充电站的应用与推广具有一定的参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 新能源电动汽车充换电站的研究现状

1．2．2 智能需求响应策略的研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 光伏充电站的结构及电动汽车分类

2．1 光伏充电站的结构

2．2 系统主要组件的功能

2．3 电动汽车的分类

2．4 本章小结

第3章 光伏充电站的基本运行原则

3．1 充电完成度最大化原则

3．2 光伏充电站的运营费用最小化原则

3．2．1 计及实时电价的购电费用最小化原则

3．2．2 光伏利用最大化原则

3．4 本章小结

第4章 光伏充电站的能量管理策略

4．1 能量管理策略的整体框架

4．2 动态事件触发机制

4．3 充电可行域模型

4．4 基于动态规划的优化运行模型

4．5 电动汽车充电功率分配策略

4．6 能量管理策略总体执行流程

4．7 本章小结

第5章 算例分析

5．1 仿真模型参数设置

5．2 能量管理策略的适用性分析

5．3 电动汽车的充电情况分析

5．4 运行策略效率分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢