V2G模式下的配电网重构方法研究

作     者：季淑琴 

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：党存禄

授予年度：2019年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：配电网重构 有功网损 电动汽车 V2G 改进遗传算法 

摘      要：随着汽车保有量的持续增长,汽车尾气的排放已成为造成大气污染的重要原因之一,雾霾天气的频频发生已经影响到大部分城市的生活了,使人们对环境问题越来越关注,同时,随着石油等不可再生能源的消费不断增加,电动汽车因使用清洁能源且尾气零排放等优点,所以促进了电动汽车领域的快速发展,由于电动汽车领域规模不断扩大,电动汽车的大规模普及将成为未来发展的必然趋势。由于众多电动汽车接入配电网充电,使得配电网络的结构日趋复杂,造成配电网网络损耗增大等问题。如果电动汽车在负荷高峰期进行充电,这种情况下导致配电网络负担会变得更重,从而影响电力系统的供电电能质量。配电网重构可在不需要大量投资的情况下降低配电网络损耗,同时电动汽车的动力电池也可以作为移动储能单元,在电动汽车停驻时如何对其进行有效利用。本文对V2G模式下的电动汽车与配电网重构问题展开了研究。分析了电动汽车在配电网中的行驶特性,以NHTS采集的车辆数据为基础,得出了车辆全天中第一次出行时刻分布、全天中最后一次返家时刻分布以及车辆在全天中的行驶里程。电动汽车的充放电主要是通过V2G充放电机完成,本文制定了相应的控制策略,在MATLAB/Simulink环境下搭建电动汽车充放电系统模型,根据仿真结果分析电动汽车放电给电网时,输出电流、电压及输出功率等的变化。针对配电网闭环设计、开环运行且网络支路繁多的特点。在进行配电网重构过程中,需要不断的进行潮流计算,由于反复调用,则对快速性要求较高,所以,本文采用改进的前推回代算法进行潮流计算,此方法易于编程和计算;在此基础上再对目标函数进行计算。当电动汽车处于充电状态时,作为电力负荷使配电网络的损耗增加、供电电压下降等问题,因此采用配电网重构进行降低线损和改善电压质量,采用了一种改进的遗传算法,它可以确保遗传操作中的个体均是可行解,大大缩短了配电网重构过程中寻优时间和对初始种群的依赖。反之,电动汽车处于放电状态时,作为移动储能单元,可以向电网反馈电能,在此情况下再考虑配电网重构。本文利用IEEE33节点系统进行仿真,通过仿真结果对比同等负荷情况下,考虑电动汽车放电时进行重构后有功网损和电压质量与未考虑电动汽车放电时直接进行重构后更优。