【摘要】：隨著汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng),汽車尾氣的排放已成為造成大氣污染的重要原因之一,霧霾天氣的頻頻發(fā)生已經(jīng)影響到大部分城市的生活了,使人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注,同時(shí),隨著石油等不可再生能源的消費(fèi)不斷增加,電動(dòng)汽車因使用清潔能源且尾氣零排放等優(yōu)點(diǎn),所以促進(jìn)了電動(dòng)汽車領(lǐng)域的快速發(fā)展,由于電動(dòng)汽車領(lǐng)域規(guī)模不斷擴(kuò)大,電動(dòng)汽車的大規(guī)模普及將成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于眾多電動(dòng)汽車接入配電網(wǎng)充電,使得配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,造成配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗增大等問(wèn)題。如果電動(dòng)汽車在負(fù)荷高峰期進(jìn)行充電,這種情況下導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)會(huì)變得更重,從而影響電力系統(tǒng)的供電電能質(zhì)量。配電網(wǎng)重構(gòu)可在不需要大量投資的情況下降低配電網(wǎng)絡(luò)損耗,同時(shí)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池也可以作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元,在電動(dòng)汽車停駐時(shí)如何對(duì)其進(jìn)行有效利用。本文對(duì)V2G模式下的電動(dòng)汽車與配電網(wǎng)重構(gòu)問(wèn)題展開(kāi)了研究。分析了電動(dòng)汽車在配電網(wǎng)中的行駛特性,以NHTS采集的車輛數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),得出了車輛全天中第一次出行時(shí)刻分布、全天中最后一次返家時(shí)刻分布以及車輛在全天中的行駛里程。電動(dòng)汽車的充放電主要是通過(guò)V2G充放電機(jī)完成,本文制定了相應(yīng)的控制策略,在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建電動(dòng)汽車充放電系統(tǒng)模型,根據(jù)仿真結(jié)果分析電動(dòng)汽車放電給電網(wǎng)時(shí),輸出電流、電壓及輸出功率等的變化。針對(duì)配電網(wǎng)閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行且網(wǎng)絡(luò)支路繁多的特點(diǎn)。在進(jìn)行配電網(wǎng)重構(gòu)過(guò)程中,需要不斷的進(jìn)行潮流計(jì)算,由于反復(fù)調(diào)用,則對(duì)快速性要求較高,所以,本文采用改進(jìn)的前推回代算法進(jìn)行潮流計(jì)算,此方法易于編程和計(jì)算;在此基礎(chǔ)上再對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)電動(dòng)汽車處于充電狀態(tài)時(shí),作為電力負(fù)荷使配電網(wǎng)絡(luò)的損耗增加、供電電壓下降等問(wèn)題,因此采用配電網(wǎng)重構(gòu)進(jìn)行降低線損和改善電壓質(zhì)量,采用了一種改進(jìn)的遺傳算法,它可以確保遺傳操作中的個(gè)體均是可行解,大大縮短了配電網(wǎng)重構(gòu)過(guò)程中尋優(yōu)時(shí)間和對(duì)初始種群的依賴。反之,電動(dòng)汽車處于放電狀態(tài)時(shí),作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元,可以向電網(wǎng)反饋電能,在此情況下再考慮配電網(wǎng)重構(gòu)。本文利用IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真結(jié)果對(duì)比同等負(fù)荷情況下,考慮電動(dòng)汽車放電時(shí)進(jìn)行重構(gòu)后有功網(wǎng)損和電壓質(zhì)量與未考慮電動(dòng)汽車放電時(shí)直接進(jìn)行重構(gòu)后更優(yōu)。
【圖文】：

圖 1.1 V2G 示意圖V2G 具有兩大優(yōu)點(diǎn)，對(duì)電動(dòng)汽車用戶來(lái)說(shuō)，第一點(diǎn)節(jié)省費(fèi)用；第二點(diǎn)可獲益和電價(jià)補(bǔ)償。對(duì)電動(dòng)汽車電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，具有削峰補(bǔ)谷、旋轉(zhuǎn)備用[45]和抑制電低。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)普遍存在于配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中；它們可以用在故障隔離電恢復(fù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化三方面。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)的再組合可以進(jìn)一步提統(tǒng)的可靠性和減少網(wǎng)損等。配電網(wǎng)重構(gòu)通過(guò)兩類開(kāi)關(guān)的組合狀態(tài)來(lái)優(yōu)化配電結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改變配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在饋線或變電站之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移負(fù)荷，影響系統(tǒng)中功率的流動(dòng)，最終使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)下。配電網(wǎng)重構(gòu)與 V2G 模式下電動(dòng)汽車的關(guān)系，兩者的最終目的是一樣的，，希高能源利用率，避免浪費(fèi)。因此，可以在電網(wǎng)負(fù)荷處于高峰時(shí)期，電動(dòng)汽車放電狀態(tài)向電網(wǎng)反饋電能[46]，作為一個(gè)電源使用，在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行配電構(gòu)，這可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性、降低損耗、均衡負(fù)荷和改善供電電壓質(zhì)量對(duì)于電動(dòng)汽車不向電網(wǎng)反饋電能而直接進(jìn)行配電網(wǎng)重構(gòu)更優(yōu)一些。

負(fù)荷曲線造成影響。上所述，本篇論文的研究對(duì)象是以慢充形式為主。動(dòng)汽車的行駛特性用 NHTS 車輛出行的采集數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)[55]，將家庭用車設(shè)為本章的。家用車輛在配電網(wǎng)中的行駛路徑有很明顯的特點(diǎn)，與其相關(guān)的參刻、到達(dá)時(shí)刻和行駛里程[56]。正常情況下，家用車輛在一天首次出多為居住的生活區(qū)，終點(diǎn)大部分為上班的目的地（工作區(qū)）；而當(dāng)天一次出行大多是從為工作地出發(fā)，終點(diǎn)幾乎都為居住的生活區(qū)。現(xiàn)：1）將配電網(wǎng)簡(jiǎn)單的分為兩個(gè)區(qū)域：生活區(qū)和工作區(qū)，一天中電動(dòng)活區(qū)要么就在工作區(qū)。2）電動(dòng)汽車用戶一天的第一次出行路線是從區(qū)，而最后一次出行路線是從工作區(qū)到生活區(qū)，這一天中，其他出作區(qū)內(nèi)活動(dòng)。以 2009 年美國(guó)交通部對(duì)全美家用車輛的調(diào)查數(shù)據(jù)[57]析后，車輛全天第一次出行時(shí)間分布如圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM727

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本文編號(hào)：2708599