【摘要】：汽車與電網(wǎng)(Vehicle to Grid,簡稱V2G)間的雙向互動技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。通過V2G技術(shù),電網(wǎng)運行充裕度不足和效率低下、可再生能源接納能力受限、電動汽車充放電不靈活與使用不經(jīng)濟等問題可以得到不同程度的緩解。在此背景下,V2G技術(shù)成為各國研究熱點。V2G技術(shù)涉及電力系統(tǒng)、電動汽車、電池以及自動控制等多個領域,在多個學科存在交叉,目前對于V2G的研究,國內(nèi)外尚處于探索階段。本文主要就V2G負荷時空分布的預測方法、用戶最優(yōu)V2G控制策略、V2G能量變換系統(tǒng)以及雙向充電機進行研究。為了揭示電動汽車V2G負荷在時間和空間上的分布特性,本文給出了一種電動汽車V2G負荷時空分布的預測方法。首先從交通規(guī)劃的角度入手,基于交通出行量OD矩陣以及土地利用數(shù)據(jù),結(jié)合電動汽車行駛及停放的時間特性,建立了停車需求的時空分布模型及電動汽車V2G負荷容量模型,分析了電動汽車行駛及停車的時空分布特性,給出了基于蒙特卡洛仿真的電動汽車V2G負荷時空分布的預測方法。以某市區(qū)為例,用所提出的V2G負荷預測方法進行仿真,分析了電動汽車備用行駛?cè)萘?單車充、放電功率以及日平均行駛里程對V2G負荷的影響,并對比了不同區(qū)域V2G負荷的差異。為了在電動汽車參與V2G服務的過程中實現(xiàn)用戶收益的最大化,本文對基本電力服務類型進行了分析,得到了適用于V2G的服務類型。在此基礎上,以分層控制體系中停車場為研究對象,針對慢充+二次調(diào)頻服務以及慢充+二次調(diào)頻+調(diào)峰服務給出用戶側(cè)最優(yōu)的V2G控制策略。為了更加細致地計算V2G充放電引起的電池損耗成本,給出了一種基于典型工況的電池損耗計算方法。通過算例,分別從個人和停車場的角度對兩類V2G服務產(chǎn)生的收益進行了仿真分析,并研究了充電機功率與日行駛里程對收益產(chǎn)生的影響,在此基礎上針對電動汽車使用和停車場運營給出了相關(guān)建議,這可以為電動汽車用戶和停車場參與V2G提供指導。為了探尋適合于V2G的能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu),本文分析了傳統(tǒng)充電系統(tǒng)存在的不足,并給出了一種基于有源前端控制器的共直流母線V2G能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將原來需要由充電機完成的無功補償、諧波抑制等功能交由有源前端控制器統(tǒng)一進行處理。對基于有源前端控制器的共直流母線V2G能量變換系統(tǒng)的原理進行了分析,并建立了V2G能量變換系統(tǒng)模型,并針對3k V、2MVA的5級級聯(lián)系統(tǒng)進行仿真,對系統(tǒng)的功能和性能進行了驗證。針對基于有源前端控制器的共直流母線V2G能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提出了一種車載V2G充電機方案,首先分析了V2G系統(tǒng)及服務對車載雙向充電機的要求,并針對目前車載充電機輕載損耗大的問題,采用雙有源橋拓撲作為雙向DC/DC充電機的主電路結(jié)構(gòu),結(jié)合單PWM移相控制策略,通過控制的方式實現(xiàn)寬功率范圍軟開關(guān)。設計了車載V2G充電機實驗平臺,通過實驗驗證了充電機設計方案的可行性。
【圖文】：

如圖 1-1 所示[14]。可以看到，圖 1-1 中電網(wǎng)處于負荷高峰時，電動汽車可以向電網(wǎng)回饋電時，電動汽車可以吸收電能對電池充電，從而達的目的，使電網(wǎng)能夠更加經(jīng)濟的運行。并且用戶還的收益[15]。

圖 1-2 集群式 V2G 實現(xiàn)方式Fig.1-2 Aggregating V2G realization me2G 實現(xiàn)方式2G的電動汽車經(jīng)常散落在各處，無法充電器，，它們可以根據(jù)電網(wǎng)發(fā)布的
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U491.8;TM73

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本文編號：2539867