可再生能源发电与电动汽车的协同调度策略研究
发布时间：2021-12-12 03:31
近年来,随着环境污染、能源短缺等问题日益严峻,可再生能源发电以及电动汽车在全球范围内迅速普及,发展迅猛。然而,可再生能源并网的随机性与波动性以及电动汽车充电的随机性与间歇性给配电网的安全稳定运行带来了巨大的压力。首先,利用蒙特卡洛模拟法分析了电动汽车无序充电对电网造成的负面影响,分析结果表明:电动汽车无序充电将会造成系统负荷的“峰上加峰”,增大系统负荷峰谷差,并且随着电动汽车规模的扩大,电动汽车无序充电负荷对系统负荷峰谷差的影响也越来越大。为避免该影响,提出了基于V2G概念的电动汽车与可再生能源的协同调度方案,通过在充电站实行合理的分时电价制度,吸引电动汽车用户在峰、谷电价时段到充电站进行放、充电,从而将电动汽车集中起来,由调度中心按照本文所提策略制定电动汽车的充放电计划。其次,详细介绍了可再生能源发电与电动汽车的协同调度策略。该策略计及了可再生能源并网逆变器以及电动汽车充电桩的无功响应能力,建立了双层优化模型。在上层模型中对电动汽车的充放电功率进行多时段优化:调度中心根据当前时段更新的可再生能源出力及负荷需求预测值,结合用户的预约信息,以降低负荷峰谷差为目标,优化本日未来各时段电动汽...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１日行驶里程概率分布??（２）起始充电时间??在电动汽车无序充电的场景下，一般认为电动汽车每日的出行结束时刻即为??
山东大学硕士学位论文??０，１２「??〇，?ｆ＼??卜?／?＼??０．０４?－?／?＼??０．０２?＾?／?＼??Ｑ?Ｉ?Ｉ?？?■?？?．?￣￣￣ｔ—?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?￣ｉ＾ｌ???Ｉ?Ｉ?Ｉ??０?４?８?１２?１６?２０?２４??时间／ｈ??图２－２起始充电时刻概率分布??（３）充电功率??电动汽车电池的充电功率与电池的材料结构以及所选用的充电方式有关。在??电动汽车无序充电的场景中，充电过程主要在家中进行，而家用充电粧普遍采用??慢速充电。常规慢速充电的充电时间较长，充电起始和结束阶段的时间相对较短，??因此可以忽略，电动汽车充电过程可以近似看作恒功率充电，考虑到电动汽车的??类型不同，假设各电动汽车的充电功率在３－５ｋＷ范围内满足均匀分布，概率密??度函数表示如下：??ｒ?ｆ?＼?—?４＜Ｘ＜６??ｆＰ｛ｘ）?＝?＼２?（２．３）??．０?其他??每辆电动汽车的充电时间、行驶距离、充电方式等相互独立，不受其他电动??汽车的影响，因此可以进行独立试验。按照上述概率分布情况随机抽取单辆电动??汽车的起始充电时刻、日行驶里程以及充电功率，通过电动汽车日行驶里程，结??合电动汽车百公里耗电量及充电功率，即可获得电动汽车持续充电时长：??Ｔ?＝?１００?（２?４）??１〇〇饮?ｃ?；??式中：％〇〇为百公里耗电量；％为电动汽车的充电效率，本文取％?＝０．９５。??由电动汽车起始充电时刻及持续充电时长可以得到每辆电动汽车的日充电??负荷曲线；各电动汽车的充电行为相互独立，将各电动汽车的充电负荷累加，即??９??
电动汽车无序充电的影响及对策??可得到总充电负荷：??（２．５）??Ｍ??式中：为＾时段电动汽车的总充电功率，？＝１，２，３，…，２４；?＃为参与??调度的电动汽车的数量；ｆ?Ｍ为（时段第〗辆电动汽车的充电功率。??（开始）??初始化电动汽车规模Ｎ??ｉ??／?＝?０???＾?????１蒙特卡洛随机抽样Ｉ????：：??士??：：???起始充电时刻Ｉ日行驶里程Ｉ?Ｉ电动汽车充电??＜＾＾４？＾＞??￣？充电持续时长厂??￣：￣７￣ｎ￣Ｉ?”?．１充电结束时刻?／?＝?’?＋?１??卜。＝，。—２４?１?ＫｎＪ＝ｔ＋Ｔｃ?“??，＝’。＋１?＜??ｔ?—?ｔ?＞?ｔｅｎｄ?＝?２４，?／?＝?１??“?１?Ｉ??ｒ＾ｔ?＝?ｔ－＼－＼??？??＾ＥＶｌｏａｄ?［＾］?＝?＾Ｅ＾ｏａｄ?［＾］?＋?［＾］?＾ＥＹＩｏａｄ?［＾］?＝?＾ＥＶｌｏａｄ?Ｍ?＋?［＾］??—??输出各时段电动??汽车总负荷值??￣￣ｒ￣￣??（结束）??图２－３蒙特卡洛模拟电动汽车无序充电负荷流程图??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年国际供电会议配电系统规划研究成果综述[J]. 孙丰杰,谢宁,王承民,范明天,张祖平. 电网技术. 2018(09)
[2]基于场景法的配电网有功–无功协调优化[J]. 郑能,丁晓群,管志成,胡瑞馨,缪辉. 电网技术. 2019(05)
[3]计及电量电价弹性的主动配电网多时间尺度优化调度[J]. 梁宁,邓长虹,谭津,陈亚红,夏沛,梁效文. 电力系统自动化. 2018(12)
[4]含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法[J]. 肖浩,裴玮,孔力. 电工技术学报. 2017(S2)
[5]基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度动态优化调度[J]. 董雷,陈卉,蒲天骄,陈乃仕,王晓辉. 中国电机工程学报. 2016(17)
[6]风光储电动汽车换电站多目标运行优化[J]. 付华,柳梦雅,陈子春. 电力系统及其自动化学报. 2016(04)
[7]基于分时电价的电动汽车多目标优化充电策略[J]. 佟晶晶,温俊强,王丹,张建华,刘文霞. 电力系统保护与控制. 2016(01)
[8]基于分时电价的电动汽车充放电多目标优化调度[J]. 魏大钧,张承慧,孙波,崔纳新. 电网技术. 2014(11)
[9]计及可入网电动汽车最优时空分布的双层经济调度模型[J]. 张谦,刘超,周林,李春燕,干曦. 电力系统自动化. 2014(20)
[10]以降损为目标的电动汽车有序充电优化[J]. 占恺峤,宋永华,胡泽春,徐智威,贾龙. 中国电机工程学报. 2012(31)
硕士论文
[1]基于二阶锥规划松弛法和二次规划算法的最优潮流研究[D]. 何琳明.广西大学 2019
[2]二阶锥优化在含风电接入的配电网储能规划双层模型中的研究应用[D]. 张欣.西安理工大学 2018
[3]电动汽车负荷特性和可再生能源协同调度策略研究[D]. 杨晓言.华北电力大学(北京) 2018
本文编号：3535928
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１日行驶里程概率分布??（２）起始充电时间??在电动汽车无序充电的场景下，一般认为电动汽车每日的出行结束时刻即为??
山东大学硕士学位论文??０，１２「??〇，?ｆ＼??卜?／?＼??０．０４?－?／?＼??０．０２?＾?／?＼??Ｑ?Ｉ?Ｉ?？?■?？?．?￣￣￣ｔ—?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?￣ｉ＾ｌ???Ｉ?Ｉ?Ｉ??０?４?８?１２?１６?２０?２４??时间／ｈ??图２－２起始充电时刻概率分布??（３）充电功率??电动汽车电池的充电功率与电池的材料结构以及所选用的充电方式有关。在??电动汽车无序充电的场景中，充电过程主要在家中进行，而家用充电粧普遍采用??慢速充电。常规慢速充电的充电时间较长，充电起始和结束阶段的时间相对较短，??因此可以忽略，电动汽车充电过程可以近似看作恒功率充电，考虑到电动汽车的??类型不同，假设各电动汽车的充电功率在３－５ｋＷ范围内满足均匀分布，概率密??度函数表示如下：??ｒ?ｆ?＼?—?４＜Ｘ＜６??ｆＰ｛ｘ）?＝?＼２?（２．３）??．０?其他??每辆电动汽车的充电时间、行驶距离、充电方式等相互独立，不受其他电动??汽车的影响，因此可以进行独立试验。按照上述概率分布情况随机抽取单辆电动??汽车的起始充电时刻、日行驶里程以及充电功率，通过电动汽车日行驶里程，结??合电动汽车百公里耗电量及充电功率，即可获得电动汽车持续充电时长：??Ｔ?＝?１００?（２?４）??１〇〇饮?ｃ?；??式中：％〇〇为百公里耗电量；％为电动汽车的充电效率，本文取％?＝０．９５。??由电动汽车起始充电时刻及持续充电时长可以得到每辆电动汽车的日充电??负荷曲线；各电动汽车的充电行为相互独立，将各电动汽车的充电负荷累加，即??９??
电动汽车无序充电的影响及对策??可得到总充电负荷：??（２．５）??Ｍ??式中：为＾时段电动汽车的总充电功率，？＝１，２，３，…，２４；?＃为参与??调度的电动汽车的数量；ｆ?Ｍ为（时段第〗辆电动汽车的充电功率。??（开始）??初始化电动汽车规模Ｎ??ｉ??／?＝?０???＾?????１蒙特卡洛随机抽样Ｉ????：：??士??：：???起始充电时刻Ｉ日行驶里程Ｉ?Ｉ电动汽车充电??＜＾＾４？＾＞??￣？充电持续时长厂??￣：￣７￣ｎ￣Ｉ?”?．１充电结束时刻?／?＝?’?＋?１??卜。＝，。—２４?１?ＫｎＪ＝ｔ＋Ｔｃ?“??，＝’。＋１?＜??ｔ?—?ｔ?＞?ｔｅｎｄ?＝?２４，?／?＝?１??“?１?Ｉ??ｒ＾ｔ?＝?ｔ－＼－＼??？??＾ＥＶｌｏａｄ?［＾］?＝?＾Ｅ＾ｏａｄ?［＾］?＋?［＾］?＾ＥＹＩｏａｄ?［＾］?＝?＾ＥＶｌｏａｄ?Ｍ?＋?［＾］??—??输出各时段电动??汽车总负荷值??￣￣ｒ￣￣??（结束）??图２－３蒙特卡洛模拟电动汽车无序充电负荷流程图??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年国际供电会议配电系统规划研究成果综述[J]. 孙丰杰,谢宁,王承民,范明天,张祖平. 电网技术. 2018(09)
[2]基于场景法的配电网有功–无功协调优化[J]. 郑能,丁晓群,管志成,胡瑞馨,缪辉. 电网技术. 2019(05)
[3]计及电量电价弹性的主动配电网多时间尺度优化调度[J]. 梁宁,邓长虹,谭津,陈亚红,夏沛,梁效文. 电力系统自动化. 2018(12)
[4]含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法[J]. 肖浩,裴玮,孔力. 电工技术学报. 2017(S2)
[5]基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度动态优化调度[J]. 董雷,陈卉,蒲天骄,陈乃仕,王晓辉. 中国电机工程学报. 2016(17)
[6]风光储电动汽车换电站多目标运行优化[J]. 付华,柳梦雅,陈子春. 电力系统及其自动化学报. 2016(04)
[7]基于分时电价的电动汽车多目标优化充电策略[J]. 佟晶晶,温俊强,王丹,张建华,刘文霞. 电力系统保护与控制. 2016(01)
[8]基于分时电价的电动汽车充放电多目标优化调度[J]. 魏大钧,张承慧,孙波,崔纳新. 电网技术. 2014(11)
[9]计及可入网电动汽车最优时空分布的双层经济调度模型[J]. 张谦,刘超,周林,李春燕,干曦. 电力系统自动化. 2014(20)
[10]以降损为目标的电动汽车有序充电优化[J]. 占恺峤,宋永华,胡泽春,徐智威,贾龙. 中国电机工程学报. 2012(31)
硕士论文
[1]基于二阶锥规划松弛法和二次规划算法的最优潮流研究[D]. 何琳明.广西大学 2019
[2]二阶锥优化在含风电接入的配电网储能规划双层模型中的研究应用[D]. 张欣.西安理工大学 2018
[3]电动汽车负荷特性和可再生能源协同调度策略研究[D]. 杨晓言.华北电力大学(北京) 2018
本文编号：3535928
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