基于需求侧响应的温控负荷与电动汽车联合优化运行研究
发布时间：2021-09-07 15:59
当前,空调负荷的集中使用已成为夏季负荷峰谷差增大的重要因素,而大规模电动汽车无序充电往往导致“峰上加峰”以及新的负荷高峰,使得高峰时段的供电形式更加严峻,严重威胁电网的安全、稳定运行;同时,空调机组能够将电能转化成可短暂存储的热能,电动汽车车载电池可作为储能设备使用,两者可作为需求侧响应资源参与电网负荷管理。因此,充分挖掘两者的联合调峰潜力对缓解电网供电压力、促进电网安全、经济运行具有重要意义。本文从大规模空调负荷集中用电和电动汽车无序入网对电网负荷的影响分析出发,建立了对应的负荷模型,在此基础上研究了空调机组的温度调节方法以及两者的联合优化调度策略。首先,对空调系统、电动汽车动力电池系统以及充放电行为进行了等效建模,在此基础上建立了两者无序使用的负荷数学模型,采用蒙特卡洛法对模型进行求解。算例分析表明,空调机组的集中使用以及电动汽车的无序入网充电行为会加大负荷峰谷差,加剧负荷波动,影响电网安全、稳定运行。然后,为了解决传统温度调整引起的聚合功率周期性波动的问题,针对空调机组温度设定值上调和温度设定值下调两种情况,分别提出了对应的改进调整策略并进行仿真验证。仿真结果表明,改进温度调整策...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
部分地区夏季空调负荷占比节能、环保一直是汽车行业的发展方向，由最初的油气混合汽车发展为现在的新能
兰州交通大学工程硕士学位论文-3-升阶段。据国际能源署预测，按照现有发展趋势，2030年全球电动汽车使用量将达到近1.3亿。近年来我国大力发展新能源汽车产业，极大地推动了电动汽车的发展。图1.3展示了我国从2010年到2017年电动汽车数量的变化趋势。其中，在2014年前，虽然增速迅猛但基数较孝增量有限；2014年后，基数突破10万且保持较高的增速，截止2017年已达到120万，呈现出迅猛发展的势头。pU,图1.3国内电动汽车保有量随着电动汽车数目的急剧上升，其充电需求也日益增大，但电动汽车用户多根据自身的用电需求进行无序充电，往往在系统负荷的高峰时段集中充电，如上下班高峰时段，增加了电力系统高峰时段的供电压力，对电网的安全、可靠运行造成了一定的冲击。因此，需对电动汽车充放电行为进行有序引导[16-18]。在智能电网快速发展条件下，高级计量体系使得电力信息的采集和传播更为快速和精准[19]，聚合空调负荷与电动汽车参与需求侧响应的潜力将被进一步挖掘。电力用户根据电价信号主动参与需求响应项目，并从中获得一定的收益；电网部门则根据激励条款进行直接负荷控制，改变空调机组运行方式的同时引导电动汽车有序充放电，从而避免“峰上加峰”现象，达到“削峰填谷”的效果。综上，研究聚合空调负荷与电动汽车联合优化运行，能够在“峰谷差”降低的同时保障用户收益，提升了用户的积极性，对缓解当前电力供需压力具有重要意义。
基于需求侧响应的温控负荷与电动汽车联合优化运行研究-22-运行，接着开启数目逐渐降低至0，从第5分钟开始，机组开启数目逐渐上升，在第10分钟达到最高值8组，然后逐渐降低，第16分钟降至0组。从第17分钟开始，进入新的循环，每12分钟为一个周期；然而这种循环是不稳定的，机组开启数目也是波动不定的，将会出现聚合功率周期波动。(2)温度设定值下调空调机组温度设定值下调时，机组状态消失图、状态转移、空缺图和状态分布表分别如图3.3、图3.4和表3.2所示。10oldHTnewHToldLTnewLT图3.4温度设定值下调时的状态消失图（传统温度调整）1011"12"11121"2"3"4"oldHTnewHToldLTnewLT5"6"7"8"9"10"图3.5温度设定值下调时的状态转移、空缺图（传统温度调整）
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分时电价和蓄电池实时控制策略的家庭能量系统优化[J]. 伍惠铖,王淳,左远龙,陈宇杰,刘宽. 电力系统保护与控制. 2019(19)
[2]基于机会约束规划的家庭用电设备负荷优化调度方法[J]. 曾博,蒋雯倩,杨舟,李刚. 电力自动化设备. 2018(09)
[3]长时间尺度下的电动汽车有序充放电调度[J]. 段小宇,胡泽春,崔岩,郭子榛,曹曦,丁宁,张杨. 电网技术. 2018(12)
[4]居民温控负荷聚合功率及响应潜力评估方法研究[J]. 李亚平,姚建国,雍太有,鞠平,杨胜春,时欣利. 中国电机工程学报. 2017(19)
[5]基于改进贪心算法的大规模电动汽车充电行为优化[J]. 陈静鹏,朴龙健,艾芊. 电力自动化设备. 2016(10)
[6]计及规模化空调热平衡惯性的电力负荷日前削峰策略[J]. 徐青山,杨辰星,颜庆国. 电网技术. 2016(01)
[7]面向智能用电的家庭能量协同调度策略[J]. 王守相,孙智卿,刘喆. 电力系统自动化. 2015(17)
[8]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平. 电力建设. 2015(07)
[9]中国新能源汽车产业发展展望[J]. 唐葆君,刘江鹏. 北京理工大学学报(社会科学版). 2015(02)
[10]分时电价环境下基于家居能量管理系统的家居负荷建模与优化运行[J]. 周磊,李扬. 电网技术. 2015(02)
博士论文
[1]需求侧管理（DSM）激励机制理论研究[D]. 张艳馥.华北电力大学（北京） 2007
硕士论文
[1]大规模电动汽车对电网的影响研究[D]. 曹玉强.华北电力大学 2015
[2]中央空调轮停技术在夏季缺电形势下的应用[D]. 杜小瑾.东南大学 2006
本文编号：3389834
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
部分地区夏季空调负荷占比节能、环保一直是汽车行业的发展方向，由最初的油气混合汽车发展为现在的新能
兰州交通大学工程硕士学位论文-3-升阶段。据国际能源署预测，按照现有发展趋势，2030年全球电动汽车使用量将达到近1.3亿。近年来我国大力发展新能源汽车产业，极大地推动了电动汽车的发展。图1.3展示了我国从2010年到2017年电动汽车数量的变化趋势。其中，在2014年前，虽然增速迅猛但基数较孝增量有限；2014年后，基数突破10万且保持较高的增速，截止2017年已达到120万，呈现出迅猛发展的势头。pU,图1.3国内电动汽车保有量随着电动汽车数目的急剧上升，其充电需求也日益增大，但电动汽车用户多根据自身的用电需求进行无序充电，往往在系统负荷的高峰时段集中充电，如上下班高峰时段，增加了电力系统高峰时段的供电压力，对电网的安全、可靠运行造成了一定的冲击。因此，需对电动汽车充放电行为进行有序引导[16-18]。在智能电网快速发展条件下，高级计量体系使得电力信息的采集和传播更为快速和精准[19]，聚合空调负荷与电动汽车参与需求侧响应的潜力将被进一步挖掘。电力用户根据电价信号主动参与需求响应项目，并从中获得一定的收益；电网部门则根据激励条款进行直接负荷控制，改变空调机组运行方式的同时引导电动汽车有序充放电，从而避免“峰上加峰”现象，达到“削峰填谷”的效果。综上，研究聚合空调负荷与电动汽车联合优化运行，能够在“峰谷差”降低的同时保障用户收益，提升了用户的积极性，对缓解当前电力供需压力具有重要意义。
基于需求侧响应的温控负荷与电动汽车联合优化运行研究-22-运行，接着开启数目逐渐降低至0，从第5分钟开始，机组开启数目逐渐上升，在第10分钟达到最高值8组，然后逐渐降低，第16分钟降至0组。从第17分钟开始，进入新的循环，每12分钟为一个周期；然而这种循环是不稳定的，机组开启数目也是波动不定的，将会出现聚合功率周期波动。(2)温度设定值下调空调机组温度设定值下调时，机组状态消失图、状态转移、空缺图和状态分布表分别如图3.3、图3.4和表3.2所示。10oldHTnewHToldLTnewLT图3.4温度设定值下调时的状态消失图（传统温度调整）1011"12"11121"2"3"4"oldHTnewHToldLTnewLT5"6"7"8"9"10"图3.5温度设定值下调时的状态转移、空缺图（传统温度调整）
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分时电价和蓄电池实时控制策略的家庭能量系统优化[J]. 伍惠铖,王淳,左远龙,陈宇杰,刘宽. 电力系统保护与控制. 2019(19)
[2]基于机会约束规划的家庭用电设备负荷优化调度方法[J]. 曾博,蒋雯倩,杨舟,李刚. 电力自动化设备. 2018(09)
[3]长时间尺度下的电动汽车有序充放电调度[J]. 段小宇,胡泽春,崔岩,郭子榛,曹曦,丁宁,张杨. 电网技术. 2018(12)
[4]居民温控负荷聚合功率及响应潜力评估方法研究[J]. 李亚平,姚建国,雍太有,鞠平,杨胜春,时欣利. 中国电机工程学报. 2017(19)
[5]基于改进贪心算法的大规模电动汽车充电行为优化[J]. 陈静鹏,朴龙健,艾芊. 电力自动化设备. 2016(10)
[6]计及规模化空调热平衡惯性的电力负荷日前削峰策略[J]. 徐青山,杨辰星,颜庆国. 电网技术. 2016(01)
[7]面向智能用电的家庭能量协同调度策略[J]. 王守相,孙智卿,刘喆. 电力系统自动化. 2015(17)
[8]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平. 电力建设. 2015(07)
[9]中国新能源汽车产业发展展望[J]. 唐葆君,刘江鹏. 北京理工大学学报(社会科学版). 2015(02)
[10]分时电价环境下基于家居能量管理系统的家居负荷建模与优化运行[J]. 周磊,李扬. 电网技术. 2015(02)
博士论文
[1]需求侧管理（DSM）激励机制理论研究[D]. 张艳馥.华北电力大学（北京） 2007
硕士论文
[1]大规模电动汽车对电网的影响研究[D]. 曹玉强.华北电力大学 2015
[2]中央空调轮停技术在夏季缺电形势下的应用[D]. 杜小瑾.东南大学 2006
本文编号：3389834
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