新能源汽车充能站的能量管理与优化调度策略研究

发布时间：2020-12-25 01:41

　　新能源汽车充能站作为重要基础设施,为大多数新能源汽车提供充能服务。目前投入市场并大规模使用的电动汽车充电站存在诸多问题:充电耗时长、快充方式对电网的冲击明显、从单一的交流配网获取电能为电动汽车充电增加了电网负担、未考虑燃料电池汽车,尤其是氢燃料汽车的充能需求。对含有风、光、氢、储的新能源汽车充能站进行系统建模与协同优化调度可以满足氢燃料汽车的充能需求,推动氢燃料汽车的发展,实现出行零污染,充能高效化。通过制氢消纳可再生能源减少弃风弃光,同时通过合理的优化调度策略制定充能站运行方案,可以缓解电网负担,降低充能站运营商的运行成本,促进电网与充能站内各组件的安全、稳定、经济运行。因此,研究新能源汽车充能站的能量管理与优化调度方案有着前瞻性意义。本文首先提出含风、光、氢、储的新能源汽车充能站的概念,对其总体架构与工作原理进行分析,分别对充能站内各单元:电动汽车充电系统、氢燃料汽车制氢充氢储氢系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统进行数学建模,为实际应用以及文章研究提供理论基础。其次考虑到风光出力的随机性与波动性,提出基于云模型的短期功率预测方法。挖掘影响光伏发电出力与风力发电出力的影响因子... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

本文研究思路

风光氢储新能源汽车充能站的总体架构如图2-1所示。由风力发电系统、光伏发电系统、储能系统、DC/DC模块、AC/DC模块、电动汽车快充装置、制氢储氢充氢系统构成。风力发电系统通过AC/DC模块接入直流母线,光伏发电系统通过DC/DC模块接入直流母线,为快充装置以及制氢系统提供绿色电能,交流配网为新能源汽车充能站提供后备电能。储能系统由并联蓄电池组组成,和直流母线通过DC/DC模块双向互动,起到存储与调节电能的作用。快充装置实现对新能源汽车的快速充电,充电时间控制在90分钟以内。制氢储氢充氢系统中的制氢系统由多个电解槽组成,在其电极上施加直流电将水分解,获取氢气与氧气,在电解槽的选取上,目前碱性(Alkaline Electrolysers,AE)和质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)式电解槽使用较为广泛[65]。新能源充能站的工作机理为:首先,光伏电池板吸收太阳能后转化为直流电经过DC/DC模块,风机发出的交流电经过AC/DC模块的处理后汇入直流母线,一部分通过直流充电设备为电动汽车充电,另一部分流入制氢设备并存储,为氢燃料汽车充能。在能量有剩余的情况下,多余的电能和氢能分别存储于蓄电池组与储氢罐中;当风光出力不能满足新能源汽车的充能需求时,改变蓄电池组与储氢设备的状态,为新能源汽车提供能源供给。当风光出力与储能装置不能满足新能源汽车充能需求时,向交流配网购电,并将电能通过变压器与整流装置汇入直流母线。

光伏发电系统结构图

【参考文献】：
期刊论文
[1]促进风电消纳的配电网分布式电源与电动汽车充电站联合鲁棒规划[J]. 石玉东,蒋卓臻,高红均,王家怡,朱嘉远,刘俊勇.  可再生能源. 2018(11)
[2]基于微网的电动汽车与电网互动技术[J]. 周天沛,孙伟.  电力系统自动化. 2018(03)
[3]国家发改委等联合印发《汽车产业中长期发展规划》[J]. 宋城.  中国设备工程. 2017(09)
[4]基于行车特性的地区电动私家车快充充电桩规划方法研究[J]. 武中.  智能电网. 2017(05)
[5]我国燃料电池汽车及用氢发展现状浅析[J]. 刘佳,周强.  太阳能. 2017(04)
[6]电动汽车用氢燃料电池发展综述[J]. 付甜甜.  电源技术. 2017(04)
[7]节能与新能源汽车技术路线图[J]. 雷洪钧.  时代汽车. 2017(01)
[8]《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》[J]. 本刊讯.  电力与能源. 2016(03)
[9]新能源汽车充电基础设施奖励政策发布 培育良好应用环境[J]. 王建.  中国设备工程. 2016(03)
[10]纯电动汽车与氢燃料电池汽车发展现状及前景[J]. 孙田田,王林,郭巧巧,王鑫国.  科技视界. 2016(04)

博士论文
[1]可再生能源发电政策智能模拟方法的研究[D]. 周篁.中国电力科学研究院 2003

硕士论文
[1]分布式光伏电源并网出力概率分布模型的研究[D]. 樊磊.华北电力大学 2012
[2]风水互补微电网的优化运行研究[D]. 尚志娟.北京交通大学 2011
[3]燃料电池汽车商业化目标及发展策略研究[D]. 姚永海.华中科技大学 2004



本文编号：2936703