V2G模式下的配电网重构方法研究

发布时间：2020-06-11 22:56

【摘要】：随着汽车保有量的持续增长,汽车尾气的排放已成为造成大气污染的重要原因之一,雾霾天气的频频发生已经影响到大部分城市的生活了,使人们对环境问题越来越关注,同时,随着石油等不可再生能源的消费不断增加,电动汽车因使用清洁能源且尾气零排放等优点,所以促进了电动汽车领域的快速发展,由于电动汽车领域规模不断扩大,电动汽车的大规模普及将成为未来发展的必然趋势。由于众多电动汽车接入配电网充电,使得配电网络的结构日趋复杂,造成配电网网络损耗增大等问题。如果电动汽车在负荷高峰期进行充电,这种情况下导致配电网络负担会变得更重,从而影响电力系统的供电电能质量。配电网重构可在不需要大量投资的情况下降低配电网络损耗,同时电动汽车的动力电池也可以作为移动储能单元,在电动汽车停驻时如何对其进行有效利用。本文对V2G模式下的电动汽车与配电网重构问题展开了研究。分析了电动汽车在配电网中的行驶特性,以NHTS采集的车辆数据为基础,得出了车辆全天中第一次出行时刻分布、全天中最后一次返家时刻分布以及车辆在全天中的行驶里程。电动汽车的充放电主要是通过V2G充放电机完成,本文制定了相应的控制策略,在MATLAB/Simulink环境下搭建电动汽车充放电系统模型,根据仿真结果分析电动汽车放电给电网时,输出电流、电压及输出功率等的变化。针对配电网闭环设计、开环运行且网络支路繁多的特点。在进行配电网重构过程中,需要不断的进行潮流计算,由于反复调用,则对快速性要求较高,所以,本文采用改进的前推回代算法进行潮流计算,此方法易于编程和计算;在此基础上再对目标函数进行计算。当电动汽车处于充电状态时,作为电力负荷使配电网络的损耗增加、供电电压下降等问题,因此采用配电网重构进行降低线损和改善电压质量,采用了一种改进的遗传算法,它可以确保遗传操作中的个体均是可行解,大大缩短了配电网重构过程中寻优时间和对初始种群的依赖。反之,电动汽车处于放电状态时,作为移动储能单元,可以向电网反馈电能,在此情况下再考虑配电网重构。本文利用IEEE33节点系统进行仿真,通过仿真结果对比同等负荷情况下,考虑电动汽车放电时进行重构后有功网损和电压质量与未考虑电动汽车放电时直接进行重构后更优。
【图文】：

示意图,示意图,电动汽车,配电网重构

图 1.1 V2G 示意图V2G 具有两大优点，对电动汽车用户来说，第一点节省费用；第二点可获益和电价补偿。对电动汽车电网来说，具有削峰补谷、旋转备用[45]和抑制电低。联络开关和分段开关普遍存在于配电网络结构中；它们可以用在故障隔离电恢复和结构优化三方面。在系统运行时，通过开关的再组合可以进一步提统的可靠性和减少网损等。配电网重构通过两类开关的组合状态来优化配电结构进一步改变配电网络的拓扑结构。在馈线或变电站之间进行转移负荷，影响系统中功率的流动，最终使系统运行在最佳状态下。配电网重构与 V2G 模式下电动汽车的关系，两者的最终目的是一样的，，希高能源利用率，避免浪费。因此，可以在电网负荷处于高峰时期，电动汽车放电状态向电网反馈电能[46]，作为一个电源使用，在此基础上，再进行配电构，这可以进一步提高系统可靠性、降低损耗、均衡负荷和改善供电电压质量对于电动汽车不向电网反馈电能而直接进行配电网重构更优一些。

负荷曲线,出行时间,生活区,工作区

负荷曲线造成影响。上所述，本篇论文的研究对象是以慢充形式为主。动汽车的行驶特性用 NHTS 车辆出行的采集数据作为基础[55]，将家庭用车设为本章的。家用车辆在配电网中的行驶路径有很明显的特点，与其相关的参刻、到达时刻和行驶里程[56]。正常情况下，家用车辆在一天首次出多为居住的生活区，终点大部分为上班的目的地（工作区）；而当天一次出行大多是从为工作地出发，终点几乎都为居住的生活区。现：1）将配电网简单的分为两个区域：生活区和工作区，一天中电动活区要么就在工作区。2）电动汽车用户一天的第一次出行路线是从区，而最后一次出行路线是从工作区到生活区，这一天中，其他出作区内活动。以 2009 年美国交通部对全美家用车辆的调查数据[57]析后，车辆全天第一次出行时间分布如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM727

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