计及新能源消纳的电动公交车充放电优化控制策略

作     者：黄久鸿 

作者单位：东北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张良

授予年度：2024年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：电动公交车 可再生能源 有序充放电调度策略 动态碳价格 调峰补偿机制 

摘      要：“双碳目标的提出使得我国能源电力行业与传统交通领域面临结构转型和绿色低碳转型的问题。随着并网风电装机规模以及电动汽车(Electric Vehicle,EV)数量日益增加,使得电力系统面临调控困难和弃风弃光等运行稳定性、经济性问题。由于电动汽车具有充放电负荷可调节的属性,规模化并网电动汽车可作为电网侧重要的灵活性可调节资源。电动公交车作为大型电动汽车,其容量较大、充电功率较高,大规模电动公交车的无序充电会导致电网的负荷峰谷差变大、网损变大、电压过低。因此,对电动公交车进行合理调度具有重要意义。本文考虑电动公交车出行特性、电动公交车碳配额,围绕可再生能源接入下的电动公交车有序充放电控制策略展开研究。 (1)当新能源日前预测值误差较大时,本文构建随机优化模型,通过蒙特卡洛算法对风电、光伏场景进行不确定性模拟,生成多种不同风电出力场景与光伏出力场景,聚类算法有助于识别出系统中的典型场景。为了计算方便,本文采用聚类算法将场景进行削减,通过将相似的出力场景归为一类,可以找到系统中的代表性情况,从而更好地了解风电、光电系统在不同条件下的运行模式。 (2)考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用,提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制,电动公交车用户可出售碳配额获取一定的收益。首先,计及路况对电动公交车运行时间产生的影响,根据工作日与休息日交通指数对电动公交车进站时间进行修正,构建电动公交车工作日与休息日充电负荷模型;然后,将基于动态碳价格的碳配额激励机制运用于电动公交与新能源协同调度策略,构建综合考虑用户与电网利益的多目标函数,运用智能算法对目标函数进行求解;最后,从经济指标与性能指标对固定碳价格、动态碳价格两种激励机制进行对比分析,通过算例验证了基于动态碳价格的碳配额激励机制的电动公交与新能源协同调度策略的优越性。 (3)考虑储能系统接入对配电网运行产生的影响,提出一种考虑储能系统调峰补偿机制的储能系统与电动公交车多时间尺度优化调度策略。首先,以配电网为研究背景,以日前工作日、休息日基础负荷与风光发电预测数据为依据,以风电、光电、储能系统净收益最大化为目标,制定配电网日前风-光-储协同调度计划;其次,在配电网日前风-光-储协同调度计划的基础上,通过日内滚动实现对预测数据更高精度的保证,以配电网新能源消纳量最大化与配电网净负荷标准差最小化为目标,制定电动公交车日内调度策略;最后,将储能系统调峰补偿机制引入到电动公交车与储能系统多时间尺度优化调度策略中,通过算例分析验证了本文所提策略的优越性。