【摘要】：隨著石油資源的日漸枯竭以及全球氣候變暖的日趨加劇，發(fā)展新能源汽車已是大勢所趨，而電動(dòng)汽車正以其在節(jié)能、環(huán)保方面的優(yōu)勢，成為新能源汽車研究的熱點(diǎn)。作為未來電力系統(tǒng)中比重龐大的負(fù)荷，電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的隨機(jī)性和間歇性將使電力系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜程度大大增加。對(duì)此學(xué)者們多從技術(shù)層面分析電動(dòng)汽車充電行為對(duì)電力系統(tǒng)的影響或?qū)2G技術(shù)考慮在內(nèi)，衡量電動(dòng)汽車向電網(wǎng)放電時(shí)可能給電力系統(tǒng)帶來的效益，缺少對(duì)電動(dòng)汽車充放電管理層面的研究，更缺乏對(duì)電動(dòng)汽車充、放電價(jià)制定方面的系統(tǒng)論述。 合理的充放電價(jià)體系既是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充放電控制與管理的主要手段，也是維系電動(dòng)汽車用戶和電網(wǎng)運(yùn)營商利益關(guān)系的紐帶。如何將兩者關(guān)系考慮在內(nèi)，制定合理地電動(dòng)汽車充放電電價(jià)，使電力系統(tǒng)在為電動(dòng)汽車用戶提供可靠、便利服務(wù)的同時(shí)，兼顧自身的利益訴求，是電動(dòng)汽車普及前應(yīng)該關(guān)注和研究的問題。鑒于此本文選定“需求側(cè)管理視角下的電動(dòng)汽車充放電定價(jià)策略研究”這一課題進(jìn)行系統(tǒng)研究。將電動(dòng)汽車充、放電電能視為特殊商品，以協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)與電動(dòng)汽車用戶兩大群體的利益為出發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)地分析了影響電動(dòng)汽車充、放電的定價(jià)的因素，借助電力需求側(cè)管理理論和電力價(jià)格理論，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電動(dòng)汽車充、放電價(jià)和二者的協(xié)調(diào)方案，使電動(dòng)汽車用戶在與電網(wǎng)利益達(dá)到激勵(lì)相容的前提下，在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)行充放電選擇，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)營成本最小化的目的。本文的創(chuàng)新性工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ①建立考慮電動(dòng)汽車充電設(shè)施投資的充電電價(jià)模型。文章從綜合資源規(guī)劃思維視角出發(fā)，借鑒動(dòng)態(tài)交通網(wǎng)絡(luò)思想，在判斷決定電動(dòng)汽車充電電價(jià)的主要因素后，將未來電動(dòng)汽車用戶的利益計(jì)入在充電站建設(shè)規(guī)劃內(nèi)（主要是充電的便利程度和充電電價(jià)），并考慮電動(dòng)汽車充電帶來的購電成本和電網(wǎng)運(yùn)行成本，建立了統(tǒng)籌不同地點(diǎn)電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)充電需求和充電站投資者投入成本的多目標(biāo)充電電價(jià)模型。最后將充電者充電時(shí)間限制在一硬時(shí)間窗內(nèi)，提出了一個(gè)可行的兩階段啟發(fā)式算法。該項(xiàng)研究為電動(dòng)汽車充電站的布局與規(guī)模確定提供了思路，同時(shí)也明確了電動(dòng)汽車充電電價(jià)確定的著眼點(diǎn)。 ②探討了考慮電動(dòng)汽車用戶風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度的放電電價(jià)策略。文章借助于需求側(cè)響應(yīng)理論思想，以構(gòu)建合理的電動(dòng)汽車放電響應(yīng)價(jià)格為目標(biāo)，首先分別建立并分析了具有風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避特性的電動(dòng)汽車用戶和電力公司的收益函數(shù)，進(jìn)而引入金融學(xué)CVaR準(zhǔn)則對(duì)電動(dòng)汽車用戶面對(duì)電能回購不確定性時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估值。研究發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車用戶的V2G備用電能預(yù)留量與其風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避度成正比；在分散決策情景下，整個(gè)V2G電能反向供應(yīng)鏈中存在雙邊際效應(yīng)，電動(dòng)汽車用戶的最優(yōu)電能預(yù)存小于整體最優(yōu)預(yù)存量。最終確定了使電力系統(tǒng)收益最大化的電動(dòng)汽車用戶激勵(lì)性回購電價(jià)策略：“回購補(bǔ)貼+市場保證金”協(xié)調(diào)契約策略。繼而構(gòu)建了電動(dòng)汽車參與備用服務(wù)市場的交易模式。該研究對(duì)電動(dòng)汽車普及后，電力公司借助V2G技術(shù)調(diào)動(dòng)電動(dòng)汽車電能作為系統(tǒng)備用的激勵(lì)措施和手段進(jìn)行了前期探索性研究，為未來電力公司對(duì)電動(dòng)汽車放電協(xié)議的設(shè)計(jì)提供了參考。 ③探討了電動(dòng)汽車充、放電電價(jià)間的協(xié)調(diào)策略。文章引入峰谷分時(shí)電價(jià)理論，以協(xié)調(diào)電動(dòng)汽車用戶的充放電行為來優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)荷為目的，分析對(duì)比了電力公司采取不同充電電價(jià)策略時(shí)電動(dòng)汽車用戶的V2G市場響應(yīng)程度。研究結(jié)果表明：電力公司采取峰谷分時(shí)電價(jià)策略時(shí)，可以以較采用統(tǒng)一售電電價(jià)時(shí)低的反向購電價(jià)格獲得更高的V2G市場響應(yīng)度，在不損失電動(dòng)汽車用戶效益的前提下，使電力公司獲得更高的總收益。這主要因?yàn)楫?dāng)電力公司采取分時(shí)售電電價(jià)策略時(shí)，參與V2G市場電動(dòng)汽車擁有者的邊際成本降低，備用服務(wù)曲線也因此變得平緩。以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了電動(dòng)汽車充放電電價(jià)協(xié)調(diào)模型，以求實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充、放電價(jià)對(duì)電動(dòng)汽車用戶影響的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。該研究成果為考慮充、放電價(jià)間協(xié)調(diào)關(guān)系下的充放電價(jià)制定提供了思路。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：F274;F426.471
【圖文】：

為電動(dòng)汽車行駛提供直流電能供給，如圖3.1 所示。能源供給是電動(dòng)汽車電力供應(yīng)鏈中的重要環(huán)節(jié)，配套完善的能源供給基礎(chǔ)設(shè)施是電動(dòng)汽車發(fā)展的必要支撐因素，而能源供給環(huán)節(jié)的利益保證是促進(jìn)能源供給基礎(chǔ)設(shè)施完善成熟的必要條件。能源供給模式與電動(dòng)汽車的發(fā)展密切相關(guān)，電動(dòng)汽車在不同時(shí)段選擇不同的充放方式，其能源供給情況將呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)；送電系統(tǒng)（主要指電網(wǎng)）是連接供電系統(tǒng)和充電系統(tǒng)的紐帶，是統(tǒng)籌電動(dòng)汽車功率需求和電源發(fā)電調(diào)度的重要環(huán)節(jié)；充電系統(tǒng)包括低壓配電網(wǎng)和電動(dòng)汽車充電設(shè)備，其建設(shè)的完善程度不僅直接關(guān)系到電動(dòng)汽車充放電的便捷性，同時(shí)也關(guān)系到電動(dòng)汽車接入后自身的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題；電能儲(chǔ)存系統(tǒng)主要指電動(dòng)汽車車載動(dòng)力電池，該系統(tǒng)與電動(dòng)汽車用戶的利益直接關(guān)聯(lián)，是電動(dòng)汽車完成駕駛功能的保障，而當(dāng)它借助 V2G 技術(shù)向電網(wǎng)反向供電時(shí)，其還扮演著部分分布式電源的角色。圖 3.1 電動(dòng)汽車充放電系統(tǒng)Fig. 3.1 Electric vehicle charging and discharging system① 對(duì)電源的影響電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的增長需要發(fā)電側(cè)電能供給來平衡。當(dāng)前關(guān)于電動(dòng)汽車充放電對(duì)電源端影響的研究，主要集中在兩個(gè)問題上：電動(dòng)汽車增加需要增建多少電廠（Stanton, H.W. ，2006；Stephan C.和 Sullivan J. ，2008）；電動(dòng)汽車普及是否有有助于降低汽車尾氣污染，即電動(dòng)汽車充電引致的電源端發(fā)電機(jī)組的溫室氣體排放是否低于內(nèi)燃汽車（P.Denholm, W.Short,2006；C Samaras, K.Meisterling,2008；C.Silva, M.Ross, T.Farias,2009）。Yu Xiaolong （2008）分情景研究了，不同充電方式（無序、家庭充電、谷荷充電、V2G）下

圖 5.1 最低回購電能 q 及 EV 用戶風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避度η對(duì)最優(yōu)電能預(yù)存的影響ig.5.1 The minimum buy-back power q and the EV degree of risk aversion on the impact of optipower

【參考文獻(xiàn)】

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4 張謙;韓維健;俞集輝;李春燕;史樂峰;;電動(dòng)汽車充電站仿真模型及其對(duì)電網(wǎng)諧波影響[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年02期

5 趙新一;;新能源發(fā)展展望[J];電力技術(shù);2009年10期

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本文編號(hào)：2720904