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电动汽车入网对电网负荷影响的研究

电动汽车入网对电网负荷影响的研究

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作者：黄润上海交通大学

学位级别：硕士

电动汽车作为一种新型交通工具,在缓解能源危机、减少环境污染等方面具有传统汽车不可比拟的优势。电动汽车充电行为在时间和空间上都具有不确定性,大量电动汽车接入电网充电可能会导致电网在高峰时段负荷明显上升,系统运行效率降低。... 详细信息

电动汽车作为一种新型交通工具,在缓解能源危机、减少环境污染等方面具有传统汽车不可比拟的优势。电动汽车充电行为在时间和空间上都具有不确定性,大量电动汽车接入电网充电可能会导致电网在高峰时段负荷明显上升,系统运行效率降低。研究电动汽车的充电模型,引导用户采用适当的充电策略,对电动汽车充电行为进行有序调度,充分发挥电动汽车对电网负荷削峰填谷等作用,对提高电网供电可靠性和能源利用效率具有重要的意义。本文从影响电动汽车入网充电负荷的因素出发,建立了电动汽车充电的负荷模型,分析了分时优惠充电电价对电动汽车充电负荷的影响,提出了平滑电网负荷波动的有序充电调度策略,最后建立电动汽车与分布式能源协同充电的调度模型。具体内容如下: 对影响电动汽车充电负荷的因素进行了详细分析,通过对单辆电动汽车的充电负荷模型的研究,建立了在不采取引导或控制用户充电行为措施的情况下大量电动汽车充电负荷计算模型。根据对未来上海地区电动汽车充电负荷水平的计算和分析,充电负荷可能会增大电网负荷的峰谷差。电动汽车充电负荷计算作为分析电动汽车对电网影响的基础,对电力系统规划以及运行具有重要意义。在分析电动汽车用户的电力需求响应和电力需求弹性的基础上,提出了用户对分时优惠电价的需求响应模型;进一步建立分时电价政策实施后电动汽车充电策略的模型,仿真结果表明了分时优惠电价引导用户在电网负荷低谷时段充电的有效性,为电动汽车接入电网的调度管理与政策导向提供了参考。提出了电动汽车有序充电调度策略,以降低电动汽车充电带来的负面影响、发挥其储能作用。通过分析用户的充电需求,建立了以电网负荷波动最小为目标,基于期望值模型并计及电动汽车充电不确定性的有序充电优化调度模型,得出的电动汽车充电调度方案在平滑电网负荷波动、削峰填谷等方面具有一定的可行性。针对消纳风电、太阳能光伏发电问题,设计了电动汽车协同充电调度策略。基于电动汽车充电行为与可再生能源、电网负荷之间的相关性和互补性,建立了基于机会约束规划的电动汽车与分布式能源协同充电调度模型。仿真算例表明,对大量电动汽车合理的充电管理与间歇性电源的协调互补调度,可以增强电网接纳间歇性电源的能力。

关键词：电动汽车入网充电负荷模型分时充电电价有序充电调度协同充电调度

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无线可充电传感器网络充电调度算法研究与应用

无线可充电传感器网络充电调度算法研究与应用

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作者：刘晓庆南京邮电大学

学位级别：硕士

能源受限问题已成为制约整个无线传感器网络发展的重要问题。近年来,为了解决该问题,研究者利用无线充电技术提出了不同的充电方案,即利用移动充电小车(Mobile Chargers,MCs)周期性地为网络中节点充电。目前已有方案一定程度上可延长无... 详细信息

能源受限问题已成为制约整个无线传感器网络发展的重要问题。近年来,为了解决该问题,研究者利用无线充电技术提出了不同的充电方案,即利用移动充电小车(Mobile Chargers,MCs)周期性地为网络中节点充电。目前已有方案一定程度上可延长无线可充电传感器网络生命周期,但方案大都存在MCs移动成本高、能量利用率低下、网络节点存活率不高等问题。为了解决以上问题,在深入研究锂电池充电曲线特性的基础上,提出了一种适用于一维网络模型的基于充电曲线特性的协同充电调度算法(Partial Collaborative Mobile Charging Scheme Base on Charging Curve,PCLCharge)以减少恒压模式下的充电时间,从而为更多的节点充电,提高能源利用率。实验结果表明,该算法能最大限度地增加节点数量,提高充电效率和能源利用率。针对三维水下无线可充电传感器网络模型下充电调度方案少且已有算法节点存活率不高的问题,提出了一个基于充电曲线的最短路径部分充电算法(Shortest Path Partial Charging Based on Charging Curve Scheme,SPBS);其次,为降低可移动充电船(Mobile Charging Ships,MSs)行驶能量消耗,提高充电效率,提出了基于次级充电站的哈密顿充电算法(Hamilton Charging Scheme,HCS)和考虑簇因素和充电截止时间的三维水下传感器网络多充电船和次级充电站的时空协同充电调度算法(Temporal and Spatial Collaborative Charging Scheme for USNs with Multiple Mobile Charging Ships and Secondary Charging Stations,m CS-TS)。实验结果表明,SPBS算法在节点存活率上有所提高,HCS算法与m CS-TS算法有更高更稳定的能源利用效率,m CS-TS可实现为重要程度更高的簇集优先补充能量。最后在以上提出的充电算法基础上,设计实现了无线可充电传感器网络充电管理系统。该系统设计实现了算法性能对比分析与网络的充电能量管理功能应用模块、用户管理功能模块、学习资源模块和登录模块。系统测试结果表明,该系统能提供友好的web交互体验、实现网络充电能量管理、提高能源的利用率,从而有助于延长网络生命周期。

关键词：无线充电技术无线可充电传感器网络移动充电协同充电调度能源利用率

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