电动汽车充放电调度与充放电设施协调规划

发布时间：2017-07-02 08:09

  本文关键词：电动汽车充放电调度与充放电设施协调规划，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于电池租赁的换电模式是应对电动汽车规模化发展的一种可行的商业模式,但是当前对换电网络中充放电设施的协调规划问题仍缺乏相应的理论指导。同时,为了减小电动汽车规模化发展后对电网带来的不利影响,需要充分挖掘其需求响应潜力,对其进行充放电调度,提高电力系统运行效率。为了促进电动汽车与电网协调发展,本文从电动汽车的储能特性出发,建立了基于需求响应的电动汽车经济调度模型和基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度模型。并基于换电网络运行方式优化,研究了换电网络中充放电设施的协调规划。首先,概述了对电动汽车充放电设施协调规划和充放电调度进行研究的必要性,介绍了电动汽车充放电设施和充放电调度在国内外的发展应用情况,并从充放电调度和充放电设施规划两个方面总结了目前学术界的研究现状,为本文的后续研究奠定了基础。其次,提出了一种基于需求响应的电动汽车充电策略,根据电网实时电价信息优化电动汽车用户充电电价触发值,降低用户充电成本。同时,研究了含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题,在此基础上,建立了基于需求响应的电动汽车经济调度模型,通过对电动汽车用户行为特性的预测,以电网公司收益最大化为目标,优化制定电动汽车充电电价,转移电动汽车充电负荷。算例分析结果表明,提出的经济调度模型可以起到降低峰谷差率的作用,且与无序充电情景相比能够明显降低系统的运行费用。然后,提出了一种基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度模型。在日前调度中,负荷聚合商根据电力公司公布的次日需要削减负荷的时段,通过对电动汽车用户行为特性的预测,以最大化电动汽车放电量为目标对可控容量进行预测,并参与需求侧放电竞价。电力公司根据负荷聚合商在各时段的出力和报价,以最小化负荷调度成本为目标优化调度计划。在实时调度中,负荷聚合商以最大化其利益为目标对电动汽车进行充放电调度,使得在满足电动汽车用户的充电需求的同时降低充电成本和调度偏差。算例分析表明,通过负荷聚合商将电动汽车参与需求侧放电竞价可以起到削峰填谷的作用,对预测精度的分析可以为负荷聚合商的投标决策提供指导。最后,对换电网络中各个单元进行独立规划,分析了电池数量、物流能力与配送方案的关系,对换电网络运行方式进行了讨论,并基于换电网络运行方式优化建立起换电网络中充放电设施协调规划模型。模型以电池组缺额最小为换电网络运行方式优化目标,并以换电冗余度为判断准则,以最小化各个单元的调整成本为目标,对换电网络进行协调规划。通过算例分析验证了模型的有效性,对权重系数的分析可以为换电网络各单元之间的博弈提供指导。
【关键词】：电动汽车 充放电调度 需求响应 需求侧放电竞价 换电网络 协调规划
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73;U491.8
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 引言14-24
• 1.1 研究背景与意义14-15
• 1.2 国内外发展现状15-17
• 1.2.1 国内发展现状15-16
• 1.2.2 国外发展现状16-17
• 1.3 国内外研究现状17-22
• 1.3.1 充放电调度17-19
• 1.3.2 充放电设施规划19-22
• 1.4 本文的主要工作22-24
• 第二章 基于需求响应的电动汽车充电调度24-36
• 2.1 充电调度模型概述24-25
• 2.2 基于需求响应的电动汽车充电策略25-27
• 2.3 含电动汽车的电力系统机组组合模型27-28
• 2.3.1 目标函数27
• 2.3.2 约束条件27-28
• 2.4 基于需求响应的电动汽车充电调度模型28-30
• 2.4.1 目标函数28-29
• 2.4.2 约束条件29
• 2.4.3 模型求解29-30
• 2.5 算例分析30-34
• 2.5.1 算例数据30-31
• 2.5.2 电动汽车充电调度求解结果31-33
• 2.5.3 电动汽车渗透率灵敏度分析33-34
• 2.6 小结34-36
• 第三章 基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度36-50
• 3.1 电动汽车充放电调度框架36-37
• 3.2 日前调度计划优化模型37-39
• 3.2.1 负荷聚合商的出力投标决策模型37-38
• 3.2.2 电力公司调度计划优化模型38-39
• 3.3 电动汽车实时调度优化模型39-42
• 3.3.1 电动汽车不参与调度时的充电成本39
• 3.3.2 电动汽车实时调度偏差39-40
• 3.3.3 电动汽车实时调度优化模型40-41
• 3.3.4 调度流程41-42
• 3.4 算例分析42-48
• 3.4.1 算例数据42-43
• 3.4.2 可控容量预测43-44
• 3.4.3 电力公司日前调度计划制定44-45
• 3.4.4 电动汽车实时调度结果45-47
• 3.4.5 预测精度灵敏度分析47
• 3.4.6 电动汽车规模对计算复杂性的影响分析47-48
• 3.5 小结48-50
• 第四章 换电网络中充放电设施协调规划50-64
• 4.1 换电网络各单元独立规划模型50-51
• 4.1.1 配送站规划50
• 4.1.2 电池数量规划50
• 4.1.3 物流能力规划50
• 4.1.4 集中型充电站容量规划50-51
• 4.2 换电网络运行方式51-55
• 4.2.1 物流能力、电池数量与配送方案的关系51-52
• 4.2.2 换电网络运行方式52-55
• 4.3 换电网络中充放电设施协调规划55-58
• 4.3.1 换电网络运行方式优化55
• 4.3.2 换电网络中充放电设施协调规划55-56
• 4.3.3 模型求解56-58
• 4.4 算例分析58-62
• 4.4.1 换电网络各单元独立规划58-59
• 4.4.2 换电网络中充放电设施协调规划59-62
• 4.5 小结62-64
• 第五章 总结和展望64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-74
• 攻读硕士期间发表的论文和参与的课题74

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