电动汽车参与的家庭微网能量管理策略研究

发布时间：2017-09-19 10:50

  本文关键词：电动汽车参与的家庭微网能量管理策略研究

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【摘要】：随着智能电网的快速发展,以风能、太阳能等清洁能源为主的家庭微网在智能电网中得到了广泛应用,增强了电网的经济性和灵活性,成为未来智能电网在用电侧发展的重要研究方向;将电动汽车作为一种新型的移动式储能设备,以其高效能、低排放的特点参与到家庭微网能量管理中,可以更好地优化微网负荷运行。本文考虑了电动汽车参与家庭微网的混合能量管理系统,能够在可再生能源供应不足时,向家庭微网提供电能,在可再生能源供应充足时,或者大电网电价较为便宜时,对电动汽车进行充电。这样就能帮助用户减少用电开支,并且能够平滑负荷曲线、削峰填谷,减少对电网的影响。家庭微网运行控制过程中一个重要的问题是在满足各种约束条件及满足家庭负荷需求的基础上,如何协调电网、电动汽车的出力,使得家庭微网运行成本最低。针对这一问题,本文首先介绍了论文的研究背景和意义,进一步研究了微网能量管理策略的应用。对家庭微网各个组件模块进行了分析与建模,并且构建了两种家庭微网结构,提出了三种能量管理策略,最后使用改进的粒子群算法作为该调度优化模型的求解方法。本文首先提出了一个包含电动汽车、风机、光伏电池、超级电容的家庭微网结构,并将家庭负荷分为了基本负荷和可控负荷两类。针对含电动汽车的家庭微网提出了三种能量管理策略。第一种策略电动汽车出力只跟当前的电荷状态(State of Charge,SOC)以及净负荷相关;后两种策略考虑了实时电价以及可控负荷因素对能量管理的影响,能大幅降低家庭微网运行成本;第三种策略在第二种策略的基础上,通过预测下一时刻可再生能源的输出以及家庭负荷的需求,根据预测的净负荷改变SOC的参考值,最大化利用电动汽车电池。三种策略分别在微网运行成本最小以及考虑用户舒适度等综合优化目标成本最小下,优化调度电动汽车参与的家庭微网能量管理,最后分析了不同策略不同优化目标下的优化调度结果,验证了各个策略的优劣以及参与Vehicle-to-Grid(V2G)的电动汽车能让车主和电网运营商达到双赢。
【关键词】：家庭微网 能量管理 V2G 需求侧响应 模糊控制
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM76
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题的背景及意义10-14
• 1.1.1 V2G国内外研究现状11-12
• 1.1.2 微网国内外研究现状12-13
• 1.1.3 能量管理国内外研究现状13-14
• 1.2 论文的章节安排14-16
• 第二章 微网能量管理策略研究16-29
• 2.1 微网能量管理系统的构成16-18
• 2.1.1 多能互补微网的系统结构16-17
• 2.1.2 多能互补微网系统的能量流和信息流17-18
• 2.2 微网能量管理系统的约束条件及优化目标18-23
• 2.2.1 微网能量管理系统的约束条件18-19
• 2.2.2 微网能量系统管理的目标19-23
• 2.3 微网能量管理的基本方法23-28
• 2.3.1 不同时间尺度下的管理策略23-24
• 2.3.2 不同控制模式下的管理策略24-26
• 2.3.3 不同运行方式下的管理策略26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 家庭微网组件模块的研究29-45
• 3.1 家庭微网发电环节29-36
• 3.1.1 光伏发电29-33
• 3.1.2 风力发电33-36
• 3.2 家庭微网储能环节36-42
• 3.2.1 电动汽车36-41
• 3.2.2 超级电容器41-42
• 3.3 家庭微网负载环节42-44
• 3.3.1 普通负载42-43
• 3.3.2 智能可控家电负载43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 电动汽车参与的家庭微网能量管理系统设计45-63
• 4.1 基于模糊控制和小波变换的家庭微网管理策略45-49
• 4.1.1 系统设计46-49
• 4.2 基于需求侧响应的家庭微网能量管理策略49-57
• 4.2.1 策略初步设计50-55
• 4.2.2 策略最终设计55-57
• 4.3 目标函数及约束条件57-59
• 4.3.1 目标函数57-58
• 4.3.2 约束条件58-59
• 4.4 微网经济调度求解方法59-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第五章 算例仿真与结果分析63-74
• 5.1 求解过程63-64
• 5.2 案例数据64-66
• 5.3 案例分析66-71
• 5.3.1 不同控制策略对比66-69
• 5.3.2 不同优化目标对比69-70
• 5.3.3 电动汽车经济性分析70-71
• 5.4 影响调节效果的因素分析71-73
• 5.4.1 电动汽车初始电量71-72
• 5.4.2 电动汽车的连网时间72
• 5.4.3 电动汽车的容量大小72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 全文总结74-75
• 6.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间取得的成果81-82

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本文编号：881216