面向光伏消纳的电动汽车充放电控制策略研究

论文总字数：29354字

摘 要

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 电动汽车充放电负荷消纳作用概述 2

1.2.1 电动汽车概述 2

1.2.2 电动汽车有序充电概述 3

1.2.3 电动汽车新能源消纳的研究现状 3

1.3 本文主要工作 4

第二章 电动汽车充放电负荷分析 5

2.1 影响电动汽车充电负荷的因素 5

2.2 电动汽车充放电模型 6

2.2.1 电动汽车充电负荷计算模型 6

2.2.2 基于蒙特卡洛算法的电动汽车充电负荷计算 7

2.3 基于行为学的电动汽车驾驶模式及充放电需求分析 8

2.3.1 基于电动汽车驾驶模式的时空特性分析 8

2.3.2 基于蒙特卡洛方法的电动汽车充放电负荷时间分布特性 11

第三章 协同调度理论概述 14

3.1 协同规划的基本问题 14

3.2 协同规划的基本原理 15

3.3 协同调度的基本结构 15

3.3.1 光伏并网型协同调度结构 15

3.3.2 光伏独立型协同调度结构 17

第四章 光伏发电和电动汽车充放电的协同调度与消纳 18

4.1 协同调度的数据基础 18

4.1.1 光伏发电出力 18

4.1.2 电网常规负荷 18

4.1.3 电动汽车充电功率 19

4.2 协同调度系统动态规划模型 19

4.2.1 光伏并网型协同调度动态规划模型 19

4.2.2 光伏独立型协同调度动态规划模型 20

4.3 协同调度工程简化模型 22

4.3.1 光伏并网型协同调度工程简化模型 22

4.3.2 光伏独立型协同调度工程简化模型 26

4.4 算例分析 30

第五章 总结与展望 38

5.1 全文总结 38

5.2 未来工作展望 39

致 谢 40

参考文献 41

摘要

16012501 朱天仪

指导老师 徐青山

摘要正文：近年来，随着全球污染加剧造成的气候变化问题愈演愈烈，电动汽车作为一种绿色出行工具，受到广泛的推崇。电动汽车还具有源荷一体化特性，电动汽车因V2G技术的应用也成为国内外研究的热点。另一方面，太阳能作为无污染的新能源，在中国实现低碳化进程中扮演着不可替代的角色。然而光伏发电具有间歇性、分布性和波动性的特征，在并网过程中，会对电网产生一定的谐波污染，同时，光伏发电和负荷峰谷也存在一定的偏差，因此“弃光”现象较为严重。针对此问题，若能将可控负荷电动汽车与新能源光伏发电进行合理调控、协同调度实现源荷捆绑，对光伏发电进行就地消纳，既能减少光伏发电并网对电网的谐波污染，又能减少光伏发电的弃光问题，能显著提高光伏发电的利用率。

本文针对电动汽车消纳光伏的问题，基于行为学建立电动汽车充放电模型，以此为基础提出一体化光伏发电站与电动汽车充放电的协同调度策略，并应用到实际工程调度当中建立应用简化模型。具体内容如下：

对电动汽车充放电的几类影响因素进行分析，重点探讨了电动汽车在不同驾驶模式和驾驶行为下的充电需求，建立电动汽车充放电需求的空间、时间分布特性模型。电动汽车充电负荷特性是电动汽车对光伏发电进行局域消纳研究的基础和可靠性保证。

在协同调度策略的理论基础上，提出了一体化光伏发电站和电动汽车充放电的协同调度理论模型，并结合工程应用实际进行简化。主要阐述了常规调度算法的作用原理，建立常规调度算法模型，将常规负荷按照时间划分为负荷高峰期和低谷期进行分段讨论，依据时间段的不同确立低谷期充电、高峰期放电的充放电控制原则。算例结果表明，电动汽车充放电与光伏发电相配合，既可以消纳光伏，提高光伏发电利用效率，也可以平衡电网峰谷负荷，提高电网稳定性。

关键词：电动汽车；光伏发电；充电负荷模型；协同调度

Abstract

Abstract: As an environment friendly way of transport, electric vehicles play an irreplaceable role of relaxing the energy crisis and reducing environmental pollution. But mainly energy required to charge is coming from the coal-fired power generation, emissions of air pollutants is still very extensive actually. Meanwhile, the photovoltaic power generation often can not connect to grid due to its intermittent and distribution features, which results a "disposable light" phenomenon. To achieve more reductions, it can set up a directly association between the photovoltaic power generation and electric vehicle charging facilities directly. Then it uses electric car battery as distributed energy storage battery, to achieve the consumption through the grid dispatching control.

This paper focus on the problem of photovoltaic consumption by EVs, puts forward electric vehicle charging and discharging behavior model, proposes the concept and principle of synergetic dispatch, and finally builds an engineering application simplified model:

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