發(fā)布時(shí)間：2018-03-25 17:15

  本文選題：電動(dòng)汽車　切入點(diǎn)：光伏電源　出處：《華北電力大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：發(fā)展電動(dòng)汽車被世界主要生產(chǎn)國普遍確立為提高汽車產(chǎn)業(yè)競爭力、保障能源安全和轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑。在智能電網(wǎng)的發(fā)展背景下,研究電動(dòng)汽車充電設(shè)施與分布式光伏電源的集成模式,有利于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車對可再生能源的就地消納利用,提升整體運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。本文針對電動(dòng)汽車充電設(shè)施與分布式光伏電源的優(yōu)化組合問題,從系統(tǒng)集成模式、容量配置、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、控制策略、實(shí)驗(yàn)平臺等多個(gè)方面開展深入研究。遵循電動(dòng)汽車對可再生能源就地消納利用的基本思想,首先分析了電動(dòng)汽車充電設(shè)施與分布式光伏電源集成的適用性,結(jié)合集成系統(tǒng)可采用的電氣結(jié)構(gòu)形式,探索并歸納總結(jié)出了分散式充電樁與光伏發(fā)電、充電站與光伏發(fā)電、換電站與光伏發(fā)電、大/中型充換電站與小型光伏電站等四種典型集成模式。容量優(yōu)化配置是集成系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),分別以含光伏發(fā)電系統(tǒng)的充電站和換電站為研究對象,提出了多目標(biāo)容量優(yōu)化配置方法。根據(jù)站內(nèi)充換電需求,以系統(tǒng)投資、運(yùn)行綜合成本最小化和可再生能源利用率最大化等為目標(biāo),分別構(gòu)建兩種典型模式下容量優(yōu)化配置的目標(biāo)函數(shù)及約束條件,并采用帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)對算例進(jìn)行求解,通過對不同優(yōu)化結(jié)果的綜合分析,驗(yàn)證了優(yōu)化模型的合理性和正確性。所建容量優(yōu)化配置模型為含光伏發(fā)電的電動(dòng)汽車充電設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了有效的參考依據(jù)。針對光伏發(fā)電與充、換電站的應(yīng)用集成系統(tǒng),提出了日前、實(shí)時(shí)兩種時(shí)間尺度的優(yōu)化運(yùn)行方法。針對日前優(yōu)化問題,以充電需求預(yù)測為基礎(chǔ),建立了光伏充電站的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,并通過NSGA-Ⅱ算法求解,可獲取未來24小時(shí)內(nèi)光伏充電站的優(yōu)化調(diào)度方案。針對實(shí)時(shí)優(yōu)化問題,提出了面向換電服務(wù)可用性的換電站實(shí)時(shí)功率分配模型,當(dāng)換電需求預(yù)測具有較大誤差時(shí),實(shí)時(shí)功率分配模型可動(dòng)態(tài)調(diào)整充電功率,保障換電服務(wù)的可用性。采用優(yōu)化運(yùn)行模型,可有效提升電動(dòng)汽車對可再生分布式光伏電源的利用率,降低充電成本。通過數(shù)字仿真方法建立了電動(dòng)汽車充電設(shè)施與可再生分布式電源的優(yōu)化控制模型。在裝置級層面,對現(xiàn)有充放電機(jī)的工作原理和工作模式進(jìn)行了深入研究,建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及控制策略；對已有鋰離子動(dòng)力電池組數(shù)字仿真模型進(jìn)行改進(jìn),提出了可方便地分離出模型參數(shù),并自由設(shè)置初始荷電狀態(tài)的數(shù)字仿真模型。在系統(tǒng)級層面,建立了含多組光伏發(fā)電、典型充電裝置等交流電氣單元集成的系統(tǒng)級數(shù)字仿真模型；針對運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的三種狀態(tài),提出了并網(wǎng)、離網(wǎng)及過渡方式的系統(tǒng)優(yōu)化控制策略。基于以上研究,對集成物理實(shí)驗(yàn)平臺的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)分別進(jìn)行相應(yīng)配置與設(shè)計(jì),構(gòu)建了一套含光伏發(fā)電、模擬雙饋風(fēng)電機(jī)組、電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)、鋰離子儲能電池組及其雙向功率變換系統(tǒng)(PCS)、交流負(fù)載、二次控制與監(jiān)測裝置等電氣單元的交流集成物理實(shí)驗(yàn)平臺。通過實(shí)驗(yàn)平臺的單元調(diào)試、整體聯(lián)調(diào),可分別在并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行模式下,實(shí)現(xiàn)可再生分布式電源為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池充電。對所提出的系統(tǒng)運(yùn)行基本控制策略、聯(lián)絡(luò)線功率控制策略、并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)以及離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)無縫切換控制策略等進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所提的優(yōu)化控制策略的正確性和有效性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U491.8;TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1664089