智能电网中基于V2G模式的电动汽车充馈电策略研究

发布时间：2020-04-20 02:44

【摘要】：随着能源危机的不断加剧和环境污染的日益严峻,电动汽车以其良好环保性和多能源为动力的优势受到了各国大力支持及使用。随着电动汽车应用规模逐年递增,电动汽车无序充电给电力系统安全与经济运行带来了严重负面影响。面向未来电动汽车与智能电网之间能量双向互动的发展前景,优化控制电动汽车的充馈电行为以消除电动汽车入网影响已成为了研究的热点问题。本文通过分析智能电网及电动汽车充电控制研究现状,详细讨论了电动汽车无序充电对电网造成的影响,重点研究了电动汽车入网技术(Vehicle-to-Grid,V2G)及多种V2G实现方式。从集中控制和分布控制角度入手,提出了电动汽车充电功率分配方法、基于集中式V2G和分布式V2G的电动汽车有序充馈电策略。首先,如何利用有限的电力资源为电动汽车进行功率公平分配,是电动汽车接入充电面临的一个重要问题,为此本文提出了配电网下的电动汽车动态加权充电功率分配方法。综合考虑了配电网约束、电动汽车电池约束及时间约束,将电动汽车的已充电时长、停留时长、荷电状态及历史充电诚信度作为分配电动汽车充电功率的公平性评价指标,采用熵权法计算各车充电权重,采用加权最大最小公平分配算法将有限的电力资源公平分配。该方法根据配电网负荷曲线动态控制了电动汽车的充电功率,避免了配电变压器过载,有效提升了用户满意度。其次,从集中式V2G控制角度出发,提出了采用分群优化的电动汽车与电网互动调度策略。首先,根据电动汽车的电池约束和时间约束及充放电转换次数约束,将各时段电动汽车动态划分为常规车群和调控车群。常规车群无序充电,调控车群包括充电车群和馈电车群。然后,在充电桩控制器中以车群划分情况和车群负荷信息为约束条件,通过实时优化调控车群的充馈电可调度负荷,使控制时段内的总负荷方差最小化。最终,根据电动汽车的出行约束生成电动汽车的权系数,采用功率分配算法控制充馈电功率不高于可调度负荷值。该方法能保证电动汽车在满足出行需求情况下,降低电网负荷峰谷差,减少系统运行和用户充电费用,实施简单,益于实际应用。最后,针对集中式控制复杂度高、成本高、对通信系统依赖性强的问题,在无需集中式通信系统实时监测与控制的前提下,提出一种充电桩自主决策的分布式电动汽车有序充馈电管理策略。该方法根据日前预测的负荷信息,在决策生成器中建立最小化充电成本与总负荷方差、最大化日负荷利益率的多目标函数,寻优得到次日电动汽车充电负荷在时间上的最佳分布,进而生成次日各时段的充馈电裕度概率表,并下发至充电桩。在当日控制时刻开始后,充电桩根据接入的电动汽车的电池状态、用户需求信息和概率分布表,自主生成充馈电计划并向用户展示,由用户自主响应策略流程。通过仿真验证该策略能引导电动汽车充分发挥“削峰填谷”的作用,兼顾电网与用户双方的利益,适用于对大规模电动汽车的分布式管理。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM76;TM73

【相似文献】