海岛微网全电船舶充电站选址与定容策略研究

发布时间：2020-09-11 11:34

【摘要】：随着世界经济全球化和区域经济一体化进程的不断加快,航运事业也步入了新的发展阶段。远洋海岛因其特有的地理区位条件和资源优势,成为各国发展海洋经济、维护海洋权益的重要支点和平台,具有特殊的地缘战略意义。考虑到远洋海岛风、光等可再生能源丰富,对于那些已经经过初步开发,具备一定规模的海岛,如何高效利用岛内清洁能源,对推动远洋海岛经济的绿色可持续发展具有重要意义。此外,电动汽车行业的高速发展也带动了海上交通工具电动化的革命浪潮,在此背景下,本文提出未来海上交通工具可全部实现电动化的设想,并针对含高渗透率可再生能源的远洋海岛场景,从电网运行的经济性和可靠性出发,提出了一套全电船舶充电站的选址与定容优化策略。具体内容如下:首先,本文在新能源发电日益普及的前提下,构建了未来海岛微网的总体架构。基于现有电动汽车领域和船舶动力学相关研究成果,搭建应用于远洋海岛场景的蓄电池电力推进船舶数学模型,并提出利用全电船舶置换传统柴油机船的方式,实现海岛交通运输的清洁化。其次,为了从全电船舶充电站候选站址中确定最终建站站址及容量,分别以系统网损最小和以化石能源消耗最少为目标获得相应建设方案。通过对比分析各指标对海岛微网运行经济性的影响,进一步提出了考虑电能质量与化石能源消耗的全电船舶充电站多目标规划模型,并采用多目标粒子群算法,遍历全电船舶充电站可能出现的所有规划方案,获得相应Pareto最优解集。最后,考虑全电船舶的潜在储能特性,提出一种应对海岛应急场景的充电站改造方案,利用双向变换器置换传统充电桩内电源模块,实现船舶向电网馈电。并以系统投资运营费用最低为目标,对比分析双向变换器和备用柴油机组在不同配置方案下的经济性指标,验证所提优化策略的经济性与可靠性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75;U665.1

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本文编号：2816621