【摘要】：電動汽車是世界能源技術(shù)革命和國家新能源戰(zhàn)略的重要組成部分,是國家七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一。未來規(guī)�；碾妱悠嚦潆妼⒔o電網(wǎng)的運行帶來深遠的影響和挑戰(zhàn),新能源接入、電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行與電動汽車充放電三者之間的相互作用和關(guān)系,是新能源電網(wǎng)和電動汽車發(fā)展面臨的重要問題。本文圍繞電動汽車接入電網(wǎng)后的電能有序利用問題展開研究和分析,主要成果和創(chuàng)新點如下： 根據(jù)對可控熱負荷控制思想和控制策略的分析,提出了可控負荷需具備的兩個必要條件：1)功率需求定義的時間尺度遠大于電力系統(tǒng)工頻周期,2)負荷允許的最大工作功率大于平均功率需求；基于上述討論和不同類型電動汽車行泊規(guī)律和充電行為的統(tǒng)計分析,論證了電動汽車負荷具備可控性,揭示了充電負荷具備靈活性和可調(diào)節(jié)性的物理本質(zhì)和基本原理,明確了有序充放電的控制對象。 充電需求是充放電功率有序控制的基礎(chǔ)和重要約束�；趧恿﹄姵氐拇骶S南等效電路模型,建立其充放電過程的穩(wěn)態(tài)功率模型,描述不同電池狀態(tài)、不同充電方式下的充電功率和電池電能的累積過程；在充電功率可變的情況下,考慮到電池的最大受電能力和充電機的最大充電功率的約束,建立了單一電動汽車的充電需求模型,反映用戶的充電時間和能量需求以及充電功率的約束；針對動力電池充電過程的功率具有有后效性的特點,創(chuàng)造性地提出應(yīng)用時間序列分析理論預測未來某區(qū)域內(nèi)電動汽車充電站樁的投入數(shù)量,建立了多輛電動汽車集中充電負荷的充電需求預測模型,為充放電功率的有序控制確定了描述能量和時間約束的可行域邊界。 參與電網(wǎng)有功和能量調(diào)度是電動汽車有序充放電最主要目標。在有功能量調(diào)度方面,提出含新能源接入的有源城市電網(wǎng)規(guī)�；妱悠嚨某潆姽β视行蚩刂撇呗�。構(gòu)建了雙層控制結(jié)構(gòu),闡述了兩個控制層面間的相互約束關(guān)系,實現(xiàn)了充電功率規(guī)劃與瞬時功率的解耦控制；在電網(wǎng)層,以提高新能源利用率、平抑配電網(wǎng)的有功負荷波動和火力發(fā)電機組經(jīng)濟調(diào)度為目標,針對電動汽車的特點,考慮用戶的充電能量、時間需求約束和電池、充電機的充電功率約束,提出了充電功率多目標優(yōu)化模型,和求解該約束多目標問題的約束多目標差分進化算法,并應(yīng)用基于信息熵權(quán)的逼近理想解排序多屬性決策方法從Pareto前沿中選取最優(yōu)解,獲得日前最優(yōu)充電功率規(guī)劃；在用戶層,基于電池的受電能力特性和用戶的心理承受力,提出分段加權(quán)功率分配方法,對不同充電階段的電池階段賦予不同的充電優(yōu)先級和不同的功率分配策略,滿足用戶的充電能量需求和功率分配公平性的要求,同時最大化電網(wǎng)層優(yōu)化模型中最大充電功率約束的范圍。 利用充電設(shè)施的無功補償能力,輔助電網(wǎng)無功/電壓控制。提出利用非車載快速充電機作為無功電源,實現(xiàn)無功就地補償?shù)哪Ｐ秃蛢?yōu)化算法�？紤]充電負荷的特點帶來的無功調(diào)節(jié)范圍約束,建立以網(wǎng)損最小化為目標的無功優(yōu)化模型；應(yīng)用拉格朗日函數(shù)和梯度法,提出初始可行解的搜索方法,獲得滿足節(jié)點電壓偏差要求的初解；將非線性問題線性化后,討論步長對求解精度的影響,并給出步長的確定方法；求解線性規(guī)劃問題,尋找滿足網(wǎng)損最小化目標的最優(yōu)解,實現(xiàn)配電網(wǎng)無功/電壓控制。 面向靠近變電站、為電動私家車和出租車提供充電服務(wù)的集中型電動汽車充換電站,在現(xiàn)有充電站通訊和監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上,基于Web平臺研究開發(fā)了有序充電控制軟件。在SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下建立全站的數(shù)據(jù)采集、管理與分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺；對充電功率控制策略進行適當改進,并在C#環(huán)境下編寫程序智能調(diào)度電動汽車的充電行為,實現(xiàn)有序充電；軟件還集成了充電站信息管理、智能引導與可視化監(jiān)控等功能,實現(xiàn)充電站管理與電能使用的有序化、智能化、可視化。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM711;U469.72

【參考文獻】

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本文編號：2275079