發(fā)布時(shí)間：2019-11-24 21:48

【摘要】：電動(dòng)汽車作為一種低碳環(huán)保的交通工具,其推廣和使用受到了相關(guān)業(yè)界的高度關(guān)注。能否為電動(dòng)汽車提供高效便利的充電服務(wù),成為制約電動(dòng)汽車全面應(yīng)用的關(guān)鍵。車輛入電網(wǎng)(Vehicle to Grid,V2G)系統(tǒng)可以在先進(jìn)的信息技術(shù)和控制技術(shù)的支持下,使電動(dòng)汽車根據(jù)其自身能量需求和電網(wǎng)負(fù)荷狀態(tài),實(shí)施電能在車輛與電網(wǎng)之間的動(dòng)態(tài)雙向流動(dòng),避免大規(guī)模電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)帶來的電網(wǎng)重負(fù)載,并為電動(dòng)汽車用戶提供費(fèi)用低廉、靈活便利的充電服務(wù)。因此,V2G系統(tǒng)成為維護(hù)智能電網(wǎng)供需動(dòng)態(tài)平衡,以及提升電動(dòng)車輛充電效率的關(guān)鍵。在V2G系統(tǒng)中,電動(dòng)汽車與電網(wǎng)實(shí)體在調(diào)度指令的控制下實(shí)施電能交換。信息傳輸處理資源與能量資源的協(xié)同機(jī)制將會(huì)深刻的影響車輛充饋電過程的效率,但是現(xiàn)有研究尚未對(duì)該機(jī)制進(jìn)行深入探討。本論文將在深入分析信息通信、數(shù)據(jù)處理和能量調(diào)度三者關(guān)系與作用機(jī)理的前提下,提出V2G信息傳輸與處理平臺(tái),為電網(wǎng)信息的高效傳輸和車輛的充饋電控制提供技術(shù)支撐。作為V2G信息傳輸系統(tǒng)的一種典型應(yīng)用,電動(dòng)車隊(duì)可在調(diào)度指令的控制下從充電站獲取電能補(bǔ)充。車隊(duì)充電的整體達(dá)到性,為充電站的充電調(diào)度機(jī)制設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)。如何在保證車隊(duì)充電服務(wù)質(zhì)量的前提下,提升充電效率是一個(gè)新的課題。不僅如此,在V2G信息系統(tǒng)的支持下,將傳統(tǒng)充電站功能進(jìn)行拓展,實(shí)現(xiàn)無電網(wǎng)電能供給環(huán)境中,利用車輛間的直接電能交互方式進(jìn)行車輛充電,也是V2G系統(tǒng)中能量資源管理的重要研究問題。綜上,本學(xué)位論文以V2G系統(tǒng)充饋電應(yīng)用中的信息資源和能量資源為研究對(duì)象,研究了信息傳輸技術(shù)、計(jì)算與傳輸協(xié)同的信息處理策略、電動(dòng)汽車車隊(duì)充電控制機(jī)制和車輛間電能直接交互機(jī)制等關(guān)鍵問題。本論文首先提出V2G信息無線傳輸系統(tǒng)架構(gòu),作為后續(xù)電動(dòng)汽車充饋電控制信令的通信基礎(chǔ)。該傳輸系統(tǒng)通過引入認(rèn)知無線電技術(shù),提升了頻譜使用效率并增強(qiáng)了通信的抗干擾能力。針對(duì)行駛電動(dòng)汽車?yán)肰2G信息傳輸系統(tǒng)向充電站傳輸充電預(yù)約信息場(chǎng)景,本論文在分析車輛移動(dòng)特征、信息正確傳輸率以及車輛充電收益等因素內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上,提出了最大化車輛充電收益的多車輛協(xié)同頻譜檢測(cè)算法。極端惡劣的通信環(huán)境可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)信息正確傳輸以及電網(wǎng)正常運(yùn)營(yíng)調(diào)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。本論文建立了不可靠通信與電網(wǎng)需求響應(yīng)管理收益的關(guān)系模型,并提出了基于共享新能源電能存儲(chǔ)的多區(qū)域電量協(xié)同調(diào)度機(jī)制,有效降低了不可靠通信對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的不利影響。本論文對(duì)V2G信息傳輸系統(tǒng)的功能進(jìn)行了擴(kuò)展,通過在其關(guān)鍵信息節(jié)點(diǎn)上增加計(jì)算服務(wù)器的方式,增強(qiáng)了系統(tǒng)的計(jì)算和信息處理能力,提出了 V2G計(jì)算傳輸平臺(tái)概念。為了解決大規(guī)模電網(wǎng)信息實(shí)時(shí)傳輸需求與有限的無線通信資源之間的矛盾,本論文將電動(dòng)汽車作為信息的承載和傳輸實(shí)體,并利用V2G計(jì)算傳輸平臺(tái)的信息處理能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚壓縮。通過將車載傳輸和無線傳輸?shù)犬悩?gòu)通信方式與數(shù)據(jù)處理技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了最小化充電站信息投遞開銷的電網(wǎng)信息處理與投遞優(yōu)化算法。此外,本論文還將V2G計(jì)算傳輸平臺(tái)的計(jì)算資源應(yīng)用于對(duì)車輛應(yīng)用任務(wù)的卸載和計(jì)算服務(wù)中,提出了最大化邊緣計(jì)算服務(wù)提供者收益的車輛計(jì)算任務(wù)卸載策略。在V2G信息傳輸系統(tǒng)的通信支持下,本論文針對(duì)電動(dòng)汽車車隊(duì)充電調(diào)度策略問題展開了研究�；诔潆娷囮�(duì)的批量達(dá)到特性,建立了充電站的車隊(duì)充電服務(wù)排隊(duì)模型。在區(qū)分車隊(duì)充電需求特征類型的基礎(chǔ)上,本論文采用合同理論,對(duì)不同類型車隊(duì)設(shè)計(jì)了具有選擇激勵(lì)機(jī)制的充電功率分配方案。此外,本論文還將充電服務(wù)質(zhì)量和新能源電能動(dòng)態(tài)變化特性引入充電控制策略設(shè)計(jì)過程中,提出了在滿足充電服務(wù)損失率約束條件下,最大化充電站收益的充電功率分配和車隊(duì)準(zhǔn)入控制聯(lián)合優(yōu)化機(jī)制。針對(duì)無電網(wǎng)支持條件下的電動(dòng)汽車充電需求,本論文對(duì)傳統(tǒng)充電站功能進(jìn)行了延伸,提出了一種由電能交換站、新能源發(fā)電裝置及鄰近區(qū)域饋電車輛共同組成的車-車能量云架構(gòu)�；谠撃芰吭�,充電車輛可直接從饋電車輛獲取所需電能。根據(jù)饋電車輛的不同特征,本論文定義了饋電需求度指標(biāo)并對(duì)饋電車輛進(jìn)行了分類。針對(duì)充饋電能供需關(guān)系的動(dòng)態(tài)可變性特征,本論文求得了電能交換站最佳購(gòu)電量,并在分析不同類型饋電車輛對(duì)交換站收益貢獻(xiàn)度差異性的基礎(chǔ)上,基于合同理論提出了區(qū)分饋電車輛類型優(yōu)先級(jí)的最優(yōu)饋電控制機(jī)制。
【圖文】：

有自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載、按需預(yù)約供電、提供反向饋電功能和集成可再生能源發(fā)電等特逡逑點(diǎn)。逡逑智能電網(wǎng)架構(gòu)可分為能量層與信息層兩個(gè)層次，如圖１－１所示。其中，能量逡逑層主要負(fù)責(zé)將電能從發(fā)電站向電力用戶的供給，以及終端用戶儲(chǔ)能實(shí)體或分布式逡逑遠(yuǎn)端新能源發(fā)電裝置向電網(wǎng)的反饋傳輸。信息層各組成部分為電能的雙向傳輸提逡逑３逡逑

電網(wǎng)負(fù)荷過高時(shí)，，利用車載電池儲(chǔ)備能量向電網(wǎng)反向饋電，增加電網(wǎng)供給量；當(dāng)逡逑電網(wǎng)負(fù)荷較低時(shí)，電動(dòng)汽車從電網(wǎng)獲取能量進(jìn)行充電，充分利用過剩電力資源。逡逑這種能量雙向交互方式被稱為Ｖ２Ｇ，其基本原理如圖１－２所示。傳統(tǒng)能源發(fā)電站逡逑與新能源發(fā)電站作為能量供給方，停放在住宅小區(qū)或者停車場(chǎng)的電動(dòng)汽車作為分逡逑布式儲(chǔ)能單元，雙方在電力調(diào)度中心的控制下，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況實(shí)施能量的雙逡逑向調(diào)配。逡逑Ｖ２Ｇ利用電動(dòng)汽車電池作為分布式電能存儲(chǔ)單元進(jìn)行電能雙向動(dòng)態(tài)調(diào)度的逡逑５逡逑
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM76;TM73

【參考文獻(xiàn)】

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1 蔡仲旺;王廣鳳;;我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究[J];現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息;2016年01期

本文編號(hào)：2565629