计及需求响应的电动汽车光伏充电站能量管理策略

发布时间：2019-09-18 15:07

【摘要】：近年来,发展电动汽车已被各国政府普遍确立为提高汽车产业竞争力、保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。在智能电网的发展背景下,研究电动汽车充电设施与分布式光伏电源的集成模式,有利于实现电动汽车对可再生能源的就地消纳利用,提升整体运行的经济效益和环境效益。考虑到用户的差异化充电需求和实时电价的波动对充电站运行的影响,需要制定合理的需求响应机制和能量管理策略,在满足用户充电需求的前提下,尽可能降低光伏充电站的运营费用,减少电动汽车的间接碳排放,降低电动汽车充换电设施的大范围推广对现有配电网安全性的影响。本文所研究的电动汽车光伏充电站将充电设施与光伏发电系统进行结合,计及电网与充电站间需求响应行为的影响,提出了能量管理策略对电动汽车光伏充电站的运行进行合理的控制。本文首先将电动汽车按充电行为分为刚性充电和柔性充电两类,然后以充电完成度最大化和光伏充电站的运营费用最小化为原则,将光伏实时出力和电网的实时电价作为基础,基于动态规划对光伏充电站的运行进行优化,并对站内充电的电动汽车进行功率分配。本文提出的能量管理策略包含四个部分：动态事件触发机制、充电可行域模型、基于动态规划的优化运行模型和和电动汽车充电功率分配策略。该策略是基于非预测机制,避免了因预测算法而引入的缺陷(不确定误差)。在算例分析中,以商业办公区光伏充电站为例,对不同光伏水平和不同电价水平的场景下该策略的运行效果进行了对比分析,实验结果验证了该策略在各种场景下的合理性和适用性,可以有效降低光伏充电站的运营费用。在充电功率分配方面,站内电动汽车均取得了较高的充电完成度。通过仿真实验的运行效率结果分析可知,该策略还具有较好的实时性,计算时间少且占用内存小,能有效发挥光伏充电站的优势并且实现预期目标,对今后电动汽车光伏充电站的应用与推广具有一定的参考价值。
【图文】：

电压图,充电站,光伏,电动汽车

第２章光伏充电站的结构及电动汽车分类逡逑２．１光伏充电站的结构逡逑电动汽车光伏充电站的系统框架及信息控制流向如图２－１所示。该系统主要由逡逑六个部分组成，包括能量管理系统、光伏电池阵列、光伏ＤＣ／ＤＣ变流器、充电机、逡逑电动汽车和ＡＣ／ＤＣ双向变流器。光伏电池阵列通过ＤＣ／ＤＣ变流器连接到ＤＣ母线，逡逑通过充电机为电动汽车提供充电功率，剩余的光伏功率通过ＡＣ／ＤＣ双向变流器馈送逡逑到电网。能量管理系统能够对ＤＣ／ＤＣ变流器、ＡＣ／ＤＣ双向变流器和充电机进行实逡逑时的监测和控制，，实现最大光伏功率追踪、电网实时电价获取、电能的双向流动和逡逑充电功率的按需调节。逡逑能量流＿＿逦控制流＿＾邋Ｉ——邋－邋－逦逦１逦逦ｉ逡逑信息流…＊逦１—————————＜１－日抵巡－－■！用户邋ｉ逡逑逦逦Ｉ逦＇离开时间逦Ｉ逦Ａ逦１逡逑夺逦王充屯化控制器逦ｙ邋一；１邋二：二＾逦，逡逑能量管理系统＊逦，逦１逦替ＩＩfⅲ撸撸撸鄙揭唬叔澹慑义襄危慑澹咤危保卞五问危保垮危义希掊危保澹睢觥蒎澹у危殄义鲜凳蓖图郏唬觯危慑澹薄澹у澹苠危慑义希″澹颍础赍危卞危椋危椤梗苠危慑义希蓿赍澹慑逅颍粒茫模缅澹″危卞澹慑危黄钒彰纭卞巍慑义稀藻五澹慑蹇刂破麇澹慑澹慑澹慑澹慑澹慑五五巍危卞澹赍澹″澹慑澹〉绯毓芾硐低常卞危慑义希藻危欤у五喂夥低晨刂破麇澹″澹慑澹慑澹殄危澹慑义蠟登铰詯xＨ逡逑图２－１电动汽巧光伏充屯站结构及信息控制流逡逑对手光伏充电站信息流的传输

分布情况,电动汽车

逑电动汽车进入光伏充电站进行充电的时间从上午８点到下午１８点结束，计算的逡逑时间间隔设置为１分钟，因此共有６００个时间点。如图５－１巧示是６０辆电动汽车的逡逑的进站时刻和初始ＳＯＣ的分布情况，由于８点到９点的时间段是上班时间，电动汽逡逑车集中在该时间段进站。如图５－２所示是相应的每辆电动汽车的充电时长。逡逑０，邋８１逦＜逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦１逦１逦逡逑０．７！：中怖逦９逦－逡逑；逦ｔ逦０逡逑０．６邋ｇ邋？逦？邋Ｔ邋－逡逑0．５‘‘［！邋Ｉ逦了邋Ｔ逦ｆ逡逑００．４１＇邋：ｆｔ：ｒ邋？逦＂邋Ｔ逡逑ｗ逦ｊ逦ｏ逦’逡逑０．３逦－逡逑０．２逦－逡逑０．１逦－逡逑８逦９逦１０逦１１逦１２逦１３逦１４逦１５逡逑时间（小时）逡逑图５－１进站电动汽车的初始ＳＯＣ和到化时间逡逑２８逡逑
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.8

【参考文献】