含退役电池梯次利用的公交车充电站优化配置及运营

发布时间：2020-04-08 00:17

【摘要】：在新的能源发展形势下,清洁替代与电能替代已然成为我国能源发展的一大趋势,这极大刺激电动汽车、新能源行业的发展与推进;另一方面,在城市机动车限行及诸多气象因素的影响下,采用电动公交车的出行方式也逐渐占据较大的市场份额。然而,电动公交车在相应的配套设施的建设上相对滞后,存在着耗电量预测不够精确、投资大、占地面积大、电池退役处理困难等问题。随着我国动力电池退役潮的来临,我国退役动力电池的梯次利用尚属于规模化发展的初级阶段,退役动力电池的利用中也存在诸多问题。鉴于此,提出一种基于MMC结构的电动公交充电站的设计,即计及退役动力电池储能的电动公交车充电站的设计——在充电站的优化配置中引入退役动力电池应用于储能、并考虑新能源的接入,以促进分布式光伏的消纳、降低充电站的成本、提高充电站的运营收益。根据退役后的动力电池的健康特征,采用改进K-means聚类分析的方式对退役动力电池的曲线特征进行分析,而针对退役电池经济性指标,采用AHP-CRITIC方法对退役动力电池进行评价;然后,建立了综合考虑退役动力电池健康特征及其经济性的综合评价模型;最后,通过算例对所提评价模型进行了分析验证。在对退役动力电池评价的基础上,设计了一种将退役动力电池、电动公交车、光伏发电汇集起来的充电站MMC结构,并对电动公交车充电站接入的MMC结构、退役动力电池、新能源、光伏发电进行容量优化配置。算例分析表明:对比引入电能量汇集系统前后的成本,采用所提的优化配置方案可以有效的降低土地投资成本、充分利用动力电池、应用新能源政策的优势,为退役电池的梯次利用提供了指导与借鉴。在电动公交车耗电量及其优化调度运营的研究中,针对耗电量预测模型,采用基于相似日选择及灰色关联分析的方式对影响电动公交车耗电量的因素进行量化分析,然后,建立自适应的小波神经网络的预测模型;针对电动公交车的优化调度与运营,建立了以电动公交车充电成本最低的优化调度运营模型。最后,通过算例对所提评价模型进行了分析验证,为未来电动公交车大规模接入电网以及电动公交车的充电负荷预测与运营调度提供参考。
【图文】：

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华北电力大学硕士学位论文速度过于快时，电动机始终以最大功率输出，发热过大所以要额若速度过于慢时，且频繁刹车制动停泊时，亦会多耗费电能[50]。可使每公里耗电量急剧增长。当空调开启时，电池组不仅需向车还必须向空调系统供能以保持车厢温度的舒适。经调研统计发现基本一致的情形下，空调开启时段的耗电量约为非空调时段的两响电动公交车行驶耗电量的因素归结为：线路特点、气象因素、政、行驶日期、行驶状态。诸多影响因素相互制约，相互影响：行会影响承载情况与行驶状况，工作日高峰期时段客流量略大，车起停次数略多。因此，本章对电动公交车耗电量影响因素进行了综考虑多个外部因素的电动公交车耗电量模型。基于以上分析，将电量模型分为 24 个子类。

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华北电力大学硕士学位论文4 算例分析章就河北省保定市的电动公交车情况做了相关的调研。保定市于 20公交车 591 辆，并于年底全部投入运营，担任了全市 80%的公交运营以保定市 K12、K18、K27、K103 路公交车为例，，对电动公交车不同百公里耗电量进行预测，在预测之后并动公交车充电站的充电与调度。算例中所涉及的电动公交车的蓄电池容量均为 171.2kWh，为了保有 20%裕度，令电池两次完整充电间的耗电量不超过电池总容量的 7kwh。保定市电动公交车充电桩的 100KW 一体式双枪充电机。研究中运行路径如图 4-8 所示。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM73

【参考文献】