微网中电动汽车与光储容量的双层优化研究

发布时间：2020-06-16 03:14

【摘要】：化石能源的消耗带来了剧烈的环境问题,全球气候变暖,空气质量下降,严重影响了人们的日常生活,制约了经济的快速发展。微电网技术近年来发展迅速,在微网中,分布式电源与储能设备相互配合对负荷进行供电,达到分布式电源电能就地消纳的目的。储能设备可以对随机性、间歇性较强的分布式电源多余的发电量进行储存,在分布式电源发电功率不足时,对负荷进行供电。电动汽车以可再生的电能为燃料,大量电动汽车接入微网时,利用电动汽车充电负荷对可再生能源进行消纳,既可以减少化石能源消耗带来的不利影响,还可以减少可再生能源接入对电网的冲击。本文主要研究对微网系统中电动汽车充电引导策略和光伏储能容量配置进行双层优化,使微网系统对光伏发电完全消纳、对大电网负荷波动影响最小以及系统经济效益最优。本文研究内容具有重要的现实意义和实用价值。本文首先研究了电动汽车充电特点和用户行车习惯,建立电动汽车在工作日和节假日的充电模型。在MATLAB仿真软件上利用蒙特卡洛法对电动汽车充电负荷进行仿真计算,分别模拟仿真了电动汽车在工作日和节假日的负荷曲线。对充电后的微网日负荷曲线进行分析可以发现,电动汽车工作日充电负荷加大了微网负荷波动,给微网的稳定运行带来挑战,节假日的影响稍小。其次,介绍分布式光伏发电系统的发展现状。根据光伏发电系统的功率特性,对光伏发电系统进行建模,在MATLAB软件中模拟单块光伏电池板典型日的发电功率曲线。对储能系统的充放电行为进行数学建模,确定光储微网系统的结构模型,并制定了光储微网系统的运行调度策略。最后在以上研究分析基础上,对电动汽车电价引导策略中的峰谷电价时段进行上层优化,建立了电价引导策略下的电动汽车有序充电模型,将峰谷电价时段的起始时刻设为变量,微网负荷波动系数设为目标函数适应值,利用粒子群算法对问题进行寻优求解。对微网光储容量配置进行下层优化,建立微网光储系统的经济模型,以光伏和储能系统容量为变量,微网经济收益最大化为目标。将上层优化的结果作为下层优化的基本参数,利用差分进化算法进行优化求解。将下层优化得到的结果返回到上层,进行循环迭代,同时满足上下层约束条件,双层优化结束,得到最优分时电价时段和光伏储能容量。结论表明,在最优的峰谷电价时段和光储容量配置下,微网负荷对大电网的影响最小,光伏发电被完全消纳,微网系统的经济性最优,验证了本文研究过程及结论的可靠性。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615;U469.72
【图文】：

停车时间,电动汽车

，。逡逑电动汽车除了按充电速度的不同进行分类外，还可以根据电动汽车的驾驶行为及逡逑充电行为不同进行分类，它们对电网系统的影响也各不一样。不同类型电动汽车充电逡逑模式如表２．１所示。逡逑逦表２．１不同类型电动汽车的充电模式逦逡逑充电类型逦额定电压／Ｖ逦额定电流／Ａ逦适用场所逡逑Ｌ１逦单相邋２２０逦１６逦逦逡逑单相２２０逦３２逡逑Ｌ２逦三相３８０逦３２逦商场，停车场等逡逑逦三相邋３邋８０逦６４逦逡逑Ｌ３逦６００逦３００逦高速公路服务区充电站等逡逑对某大型购物广场停车场的近万辆汽车的停车行为进行统计分析，可以发现汽车逡逑的停车时间分布如图２．１所示。逡逑逦逦逦逦—逦逦逦逦

结构图,光伏发电,结构图,微网

的一系列问题，专家学者将储能设备应用到太阳能发电系统中。储能系统随充随放的逡逑功率特性，可以有效的平抑光伏发电带来的波动，提高系统的稳定性，对负荷进行削逡逑峰填谷，实现太阳能发电的大规模并网［５４＿５７］。光伏发电并网图如图３．１所示。逡逑＋邋产￣＞－４ｉ逡逑「｜｜＊翻｜邋ｉ邋．．．邋逦逦■柋逡逑ｉＢＢｉ邋１逦？ａ邋＿邋ｔ逡逑ｉ邋々邋ｉ逦逦｜逡逑１１邋ｉ－Ｕ邋－逦ｉｒｚ７！，逡逑ｉ邋光伏碎列邋１逦｛－１邋ｕ—Ｔ＂－＞邋ｌ逦Ｌｍ＞＇＾逦：＂逡逑ｔ逦＾逦－ｉ逦４－逦ｆ逡逑菌V曾逦ｔ逡逑；逦光伏电站监控系统逡逑图３．１光伏发电并网结构图逡逑并网型微网系统中微网与大电网相连，可以将内部分布式电源发出的多余电能输逡逑出给大电网，也可以在电源发电不足时从大电网进行购电，以保证微网系统内部的功逡逑率平衡。微网中母线采用交流母线，利用各发电系统将发出的电能经过逆变器和交流逡逑升压器接入微网的交流母线，交流母线将电能传输给微网中的各负荷用电，交流母线逡逑经交流变频器和升压变压器与大电网进行相连，实现功率的双向流通。本文研宄的微逡逑网系统采用的并网型交流母线系统。与独立的微网系统相比，并网型微网可以与大电逡逑２６逡逑

【参考文献】