电动汽车接入配电网的可靠性及效益评估

发布时间：2017-08-01 07:13

  本文关键词：电动汽车接入配电网的可靠性及效益评估

  更多相关文章： 电动汽车充放电模型 配电网随机故障 可靠性评估 节能减排效益 可靠性效益

【摘要】：随着能源危机和环境问题的日益突出,作为新型交通工具的电动汽车将越来越多的接入配电网,为社会公众带来综合效益的同时也为电网的供电可靠性带来巨大挑战。随着智能电网和V2G(Vehicle-to-Grid,V2G)技术的发展,在满足电动汽车用户日常使用的前提下,利用V2G技术可将电动汽车作为分布式储能电源,在负荷高峰时段向电网放电,能够改善大规模电动汽车接入为电网可靠性带来的负面影响。同时,V2G技术的应用能够降低电网的运行成本,节约能源、减少CO2的排放量。本文以私家电动汽车接入的配电网为研究对象,通过研究电动汽车充放电行为对配电网的影响,将对电网可靠性的提高、降低电网运行成本、提高能源利用率、改善环境,具有重要的理论价值和现实意义。结合居民上下班规律、电动汽车充放电特性以及空间分布特性,制定电动汽车充放电策略,并建立电动汽车充放电模型,分析电动汽车充放电功率对配电网负荷的影响。特别地,电动汽车的随机驾驶线路对充放电行为有较大影响。为此,根据配电网负荷类型进行区域划分,以电动汽车驾驶的路径最短和时间最短为子目标函数,建立了电动汽车最优驾驶路线的多目标优化模型。算例结果表明:最大化利用电动汽车储能作用,进一步改善了配电网峰谷差,达到削峰填谷的目的。为了分析电动汽车充放电与配电网可靠性之间的相互影响关系,定义了计及电动汽车的配电网可靠性指标,分析配电网随机故障对电动汽车充电中断的影响。采用基于拉丁超立方抽样的时序蒙特卡洛法,对电动汽车接入的配电网进行可靠性评估。算例结果表明:利用V2G技术控制电动汽车向电网放电能够有效改善大规模电动汽车接入为可靠性带来的负面影响。基于峰谷分时电价理论和V2G市场调节协议,分析了电动汽车用户和电力公司的经济效益、电动汽车节能减排效益、配电网可靠性效益。从电动汽车用户和电力公司的利益出发,建立不同电价模式下电动汽车的最优放电电价模型。基于能源消耗的全过程分析和不同类型用户的停电损失特性,建立了电动汽车节能减排效益模型及可靠性效益模型。算例结果表明:电力公司在峰谷分时电价模式下的收益是单一电价模式下的20倍。电动汽车的节能减排效益和可靠性效益随电动汽车接入规模的增加而增加
【关键词】：电动汽车充放电模型 配电网随机故障 可靠性评估 节能减排效益 可靠性效益
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732;U469.72
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 电动汽车和V2G技术概述10-12
• 1.2.1 电动汽车概述10-11
• 1.2.2 V2G技术概述11-12
• 1.3 接入配电网的电动汽车充放电功率研究现状12-13
• 1.4 含电动汽车接入的配电网可靠性评估的研究现状13-14
• 1.5 电动汽车接入对配电网经济效益影响的研究现状14-15
• 1.5.1 直接经济效益14
• 1.5.2 间接经济效益14-15
• 1.6 本文主要研究工作15-17
• 2 基于V2G模式的电动汽车充、放电功率模型17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 基于V2G技术的电动汽车充放电策略17-21
• 2.2.1 V2G系统控制方式17-18
• 2.2.2 电动汽车充放电控制策略18-21
• 2.3 电动汽车充电功率模型21-23
• 2.3.1 电动汽车充电摸式21-22
• 2.3.2 电动汽车充电功率模型22-23
• 2.4 计及电动汽车空间特性的放电功率模型23-25
• 2.4.1 电动汽车空间驾驶特性的影响因素23
• 2.4.2 电动汽车最优驾驶路线模型23-24
• 2.4.3 电动汽车放电功率模型24-25
• 2.5 算例分析25-30
• 2.5.1 电动汽车充电功率及对配电网负荷的影响分析27-28
• 2.5.2 电动汽车放电功率及对配电网负荷的影响分析28-30
• 2.6 小结30-33
• 3 计及电动汽车接入的配电网可靠性评估33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 配电网元件可靠性模型33-36
• 3.3 计及电动汽车接入的配电网可靠性指标36-38
• 3.3.1 配电网可靠性指标36-37
• 3.3.2 计及配电网故障影响的电动汽车可靠性指标37-38
• 3.4 配电网元件故障对电动汽车充放电的影响38-39
• 3.4.1 配电网在电动汽车充电时段发生故障38-39
• 3.4.2 配电网在电动汽车放电时段发生故障39
• 3.5 计及电动汽车接入的配电网可靠性评估39-45
• 3.5.1 时序蒙特卡洛模拟39-41
• 3.5.2 拉丁超立方抽样41-42
• 3.5.3 基于拉丁超立方抽样的配电网可靠性评估的时序蒙特卡洛模拟算法42-45
• 3.6 算例分析45-50
• 3.6.1 电动汽车接入比对配电网可靠性的影响45-49
• 3.6.2 电动汽车充电模式对配电网可靠性的影响分析49-50
• 3.7 小结50-53
• 4 电动汽车接入的配电网效益评估53-73
• 4.1 引言53
• 4.2 V2G模式下电动汽车的经济效益评估53-58
• 4.2.1 峰谷分时电价53-54
• 4.2.2 V2G模式下的电动汽车充放电市场54-55
• 4.2.3 电动汽车充放电价模型55-56
• 4.2.4 电动汽车用户和电力公司的经济效益模型56-58
• 4.3 电动汽车节能效益评估58-59
• 4.3.1 燃油汽车单位公里能耗58
• 4.3.2 电动汽车单位公里能耗58-59
• 4.3.3 电动汽车接入配电网的节能效益59
• 4.4 电动汽车减排效益评估59-60
• 4.4.1 燃油汽车单位公里的CO_2排放量59
• 4.4.2 电动汽车单位公里的CO_2排放量59-60
• 4.4.3 电动汽车CO_2减排效益60
• 4.5 电动汽车接入配电网的可靠性效益评估60-62
• 4.5.1 用户停电损失的主要影响因素60-61
• 4.5.2 用户停电损失分类61
• 4.5.3 电动汽车接入配电网的可靠性效益评估61-62
• 4.6 算例分析62-71
• 4.6.1 参数设置62-63
• 4.6.2 电动汽车用户和电力公司的经济效益分析63-67
• 4.6.3 不同汽车类型的能耗对比67-69
• 4.6.4 不同类型汽车的CO_2排放量对比69
• 4.6.5 电动汽车接入配电网的可靠性效益69-71
• 4.7 小结71-73
• 5 结论与展望73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 展望74-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录81
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录81
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目81
• C. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果81

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本文编号：603024