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电动汽车入网策略研究

电动汽车入网策略研究

作者：戴诗容西华大学

学位级别：硕士

近年来，电动汽车整车技术与入网技术的研究受到世界各国的广泛关注。为了适应智能电网的要求，提高电网、电动汽车入网运行管理水平，需要构建全面的、协调的、可操作的电动汽车入网调控体系。由于电动汽车具有储存电能的能力，在系统... 详细信息

近年来，电动汽车整车技术与入网技术的研究受到世界各国的广泛关注。为了适应智能电网的要求，提高电网、电动汽车入网运行管理水平，需要构建全面的、协调的、可操作的电动汽车入网调控体系。由于电动汽车具有储存电能的能力，在系统负荷低谷或电价低廉时段电动汽车可以进行充电，在系统负荷高峰或电价较高时段则可以通过充放电装置对电网进行放电，从而达到削峰填谷的作用。电动汽车电池充放电方式的转换速度极快，可以有效平抑由分布式发电单元出力所引发的功率波动以及电压偏移等问题。通过有效的控制策略来解决电动汽车有序入网问题，是促进智能电网发展的有效方式，同时也能最大程度减少由电动汽车入网所带来的系列问题。本文首先从市场经济性与电网运行的角度总结了目前电动汽车入网国内外研究现状，然后对电动汽车基本概念与电动汽车入网体系进行了介绍。通过电价信号作为间接控制电动汽车入网的方式，建立了计及电动汽车用户用电成本和电网负荷波动性的最优化数学模型，并进行了仿真分析。结果表明，当采用适当的电价调控方式时，电动汽车充放电在发挥削峰填谷、平抑系统负荷作用的同时，可以减少用户用电成本。充分考虑了电动汽车用户充放电行为的个体特性，把车主关心的电池使用寿命问题转化为成本进行考虑，引入了博弈论来分析车主之间的充放电行为。建立了分散式电动汽车入网控制模型，通过纳什均衡的概念求解用户充放电策略。通过分析，在设定合理的控制策略和控制水平情况下，电动汽车入网可以有效调节系统负荷，优化系统运行状况。同时，电池作为电动汽车较为昂贵的部件，不健康的充放电行为会对其寿命造成影响，应作为用户决策的参考要素之一。探讨了换电站接入微电网的方式，在这种方式下，换电站可以满足电动汽车用户换电需求，同时微电网也具有更强的灵活性和可调度性。在微电网多代理系统框架基础上，对含有电动汽车换电站的微电网能量调度进行分析，把微电网与换电站作为经济共同体考虑，建立了二者协同经济调度模型。通过算例仿真分析得出，含电动汽车换电站的微电网，除了可以在负荷高峰时期给大电网一定的功率支援，也可以在负荷低谷时期充分用电，起到电力资源的合理分配利用的作用。同时，电动汽车换电站接入微电网作为一个经济共同体，可以有效降低自身运行成本，甚至取得收益。随着智能电网的发展和电动汽车的普及，关于电动汽车入网对大电网的影响以及电动汽车入网控制等方面的研究将会更加丰富。在发展与创新的过程中，在实际应用的道路上会出现许多新的问题，如何更合理、更有效、更具体地解决电动汽车入网调度控制问题，还需要更进一步的完善和研究。

关键词：电动汽车电动汽车入网电动汽车换电站平抑负荷博弈论多代理

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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

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

考虑电动汽车入网技术的电力系统机组组合研究

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电力系统保护与控制 2013年第10期41卷 86-92页

作者：薛松袁越傅质馨许璐朱金大河海大学能源与电气学院江苏南京211100 河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心江苏南京210098 国网电力科学研究院江苏南京210003

为了提高电动汽车入网技术(V2G)的电力系统机组组合实用性和经济性,提出一种考虑可入网电动汽车(PEV)的数量变化和电池电荷状态变化的机组组合算法。利用电池电荷状态与充放电电量之间的关系,结合预估的不同时段入网PEV数量,确定每天入... 详细信息

为了提高电动汽车入网技术(V2G)的电力系统机组组合实用性和经济性,提出一种考虑可入网电动汽车(PEV)的数量变化和电池电荷状态变化的机组组合算法。利用电池电荷状态与充放电电量之间的关系,结合预估的不同时段入网PEV数量,确定每天入网PEV的净充电总需求量。构建考虑电动汽车入网技术的电力系统机组组合模型,以发电成本为目标函数,加入电池电荷状态的罚函数,求解电力系统机组的出力计划和入网PEV的充放电控制计划。分析了不同情景下充放电最优控制和机组组合结果,对比了不同PEV充电模式对电力系统机组组合结果的影响。算例分析结果表明,该方法可以有效的节省机组成本,实现电动汽车的连续调度,证明了该方法的正确性和有效性。

关键词：机组组合遗传算法可入网电动汽车电动汽车入网电池状态

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考虑电动汽车入网的负荷频率控制器设计

考虑电动汽车入网的负荷频率控制器设计

作者：潘亚婷华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

近年来,电动汽车作为一种有效的解决传统燃油汽车造成的环境污染问题的措施,引起了世界各国的广泛关注。由于电动汽车是以电力为动力的,电动汽车的大规模充电将对电力系统产生影响,最明显的是对电网的负荷频率产生影响。研究表明,电动... 详细信息

近年来,电动汽车作为一种有效的解决传统燃油汽车造成的环境污染问题的措施,引起了世界各国的广泛关注。由于电动汽车是以电力为动力的,电动汽车的大规模充电将对电力系统产生影响,最明显的是对电网的负荷频率产生影响。研究表明,电动汽车的电池不仅可以从电网中吸收能量,而且可以通过一定的方式作为移动能源为电力系统提供可调度的电量,从而可以作为负荷频率控制的辅助设备。与传统电力系统相比,考虑电动汽车入网的电力系统结构复杂,不仅受到模型不确定性、非线性、外部扰动等不确定性因素的影响,还存在系统抗干扰要求高、系统建模不精确等问题。为了解决这些问题,提高复杂电力系统的稳定性与准确性,本文研究了考虑电动汽车入网参与电力系统负荷频率控制的问题。首先,针对电动汽车大量入网对电网负荷频率控制产生冲击问题,建立了计及电动汽车入网的电力系统整体模型。利用电动汽车的独立分散性和电动汽车电池的充放电特性,建立了电动汽车集中管控系统、V2G原理图、电动汽车电池的戴维南电路模型、V2G响应频率下垂特性曲线等4个模型;利用大量电动汽车入网对电网负荷频率控制产生冲击现象,将该冲击作为外部扰动,辅助电力系统负荷频率调节。其次,针对复杂电力系统建模不精确和抗干扰要求高的问题,研究了动态矩阵控制方法和线性自抗扰控制方法。动态矩阵控制采用被控对象的阶跃响应作为预测模型,采用滚动优化和反馈校正的控制策略。线性自抗扰控制能把被控对象的不确定因素当作总扰动,并通过扩张状态观测器把总扰动估计出来,再通过扰动补偿将其补偿掉,在系统遭受未知干扰时增强了系统的鲁棒性和适应性。仿真结果表明,两种控制策略均提高了计及电动汽车入网的电力系统的快速性和稳定性,但相比之下,线性自抗扰控制方法的控制效果更好。最后,针对以上两种控制策略的缺点,分别对其进行了改造。动态矩阵控制算法的计算过程中有矩阵的转置、求逆、相乘等运算,运算量很大。线性自抗扰控制虽然结构简单,但是现在还没有现成的模块可以轻易实现。所以木文从频域分析,将两种控制器分别近似等效为经典PID控制器,利于工程实现。论文结果表明:与不考虑电动汽乍参与负荷频率调节情况相比,考虑电动汽车入网的系统频率调节快速性和稳定性更好。

关键词：负荷频率控制电动汽车入网动态矩阵控制线性自抗扰控制等效PID控制

基于专利地图的规模化电动汽车入网技术机会分析

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电力与能源 2022年第6期43卷 476-480,539页

作者：刘恋齐晓曼李文清田浩毅国网上海市电力科学研究院能研中心上海200437

科技创新能力是企业保持竞争优势的核心能力,对专利信息的挖掘有助于企业准确把握某行业的技术发展情况,挖掘技术空白点和研发方向,为企业制定整体科技战略提供决策支持。研究了基于专利地图的前沿技术机会分析,构建了多层级多维度的创... 详细信息

科技创新能力是企业保持竞争优势的核心能力,对专利信息的挖掘有助于企业准确把握某行业的技术发展情况,挖掘技术空白点和研发方向,为企业制定整体科技战略提供决策支持。研究了基于专利地图的前沿技术机会分析,构建了多层级多维度的创新专利地图,并针对目标领域“规模化电动汽车接入电网技术”开展实证分析,识别了“规模化电动汽车接入电网技术——优化运行技术——电能质量优化——微电网——优化调整充电负荷曲线”是重点技术机会,对电网企业发掘科技前沿技术机会、强化专利布局策略具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：专利分析技术机会分析专利地图电动汽车入网

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插电式电动汽车入网体系框架研究

机电工程 2012年第8期29卷 961-965页

作者：龚长武张有兵翁国庆浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023

为解决未来电动汽车(EVs)普及所带来的能源供应紧缺及其接入对电网的影响等问题,将车辆入网(V2G)技术应用到智能电网中。简要综述了V2G概念及研究现状,探讨了在中国实现EV入网的几种模式,提出了在未来中国智能电网环境下EV通过微网并与... 详细信息

为解决未来电动汽车(EVs)普及所带来的能源供应紧缺及其接入对电网的影响等问题,将车辆入网(V2G)技术应用到智能电网中。简要综述了V2G概念及研究现状,探讨了在中国实现EV入网的几种模式,提出了在未来中国智能电网环境下EV通过微网并与大电网进行融合的框架结构,从电网技术操作与电力市场经济两方面,对所有参与EV入网过程与活动的参与者作了描述,最后给出了需要开展研究的技术重点和方向。研究结果表明,该V2G技术及其体系框架可充分利用车载储能系统与电网功率进行双向互动,支持大规模可再生能源利用,提高电力系统效率及稳定性,加快电动汽车普及。

关键词：插电式电动汽车多微网电动汽车入网可再生能源智能电网

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电动汽车提供备用服务的地区电力市场模型

电力系统自动化 2016年第24期40卷 71-76页

作者：武小梅谢旭泉林翔谢海波广东工业大学自动化学院广东省广州市510006

地区电力市场模型将有效解决众多分布式可再生能源(DRES)与电力用户的电力交易问题,而且随着电动汽车的普及与电动汽车入网(V2G)技术的成熟,电动汽车为城市电网提供旋转备用更具经济性。文中对地区电力市场进行了描述,并在此基础上利用... 详细信息

地区电力市场模型将有效解决众多分布式可再生能源(DRES)与电力用户的电力交易问题,而且随着电动汽车的普及与电动汽车入网(V2G)技术的成熟,电动汽车为城市电网提供旋转备用更具经济性。文中对地区电力市场进行了描述,并在此基础上利用基于市场的控制方法,提出了电动汽车参与地区电力市场提供备用服务的交易方法;将系统备用需求分为发电侧需求和用户侧需求,使其各自参与备用市场购买备用以实现利润最大化,并满足系统功率的稳定性。以光伏发电为例,建立了光伏发电概率预测模型,验证了通过购买适当的备用容量,光伏发电商能获得更高利润,并降低其发电不稳定对系统的影响。算例表明地区电力系统运行中心可以通过调节惩罚系数协调各市场成员的备用需求量,对系统的功率误差进行控制。

关键词：地区电力市场分布式可再生能源电动汽车入网旋转备用市场控制法稳定性

基于出行模拟的电动汽车充电负荷预测模型及V2G评估

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电力系统自动化 2019年第21期43卷 88-96页

作者：李含玉杜兆斌陈丽丹管霖周保荣华南理工大学电力学院广东省广州市510640 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

提出一种交通路网约束下用户出行模拟的电动汽车充电负荷时空预测模型。首先,建立计及交通道路网络拓扑,道路-阻抗函数关系和区域功能特性的交通道路模型。其次,构建不同复杂程度的出行链模型模拟用户出行特性,运用Dijkstra算法选择耗... 详细信息

提出一种交通路网约束下用户出行模拟的电动汽车充电负荷时空预测模型。首先,建立计及交通道路网络拓扑,道路-阻抗函数关系和区域功能特性的交通道路模型。其次,构建不同复杂程度的出行链模型模拟用户出行特性,运用Dijkstra算法选择耗时最短的行驶路径,进而采用蒙特卡洛方法模拟区域交通路网和出行链双重约束下,家用电动汽车充电负荷工作日1 d内的时空分布特性;然后,基于电动汽车负荷时空分布结果、综合荷电状态、停驻时间和电价3种特征因素,利用模糊算法计算电动汽车入网(V2G)可响应的功率和容量,并分析荷电状态对响应结果的影响。最后,以某区域为例,仿真获取电动汽车充电需求时空分布,进行V2G响应评估,结果验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：电动汽车道路网络时空分布电动汽车入网

基于随机潮流的含电动汽车配电网内分布式电源规划

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电力系统自动化 2014年第16期38卷 60-66页

作者：李振坤田源董成明符杨张静炜上海电力学院电气工程学院上海市200090 国网浙江省电力公司嘉兴供电公司浙江省嘉兴市314000

随着分布式电源(DG)和电动汽车的大量发展,对接入配电网的电动汽车与DG进行协同研究具有重要意义。文中以协调配电公司、DG投资商和公共社会三者之间利益为出发点,综合考虑了配电公司的运行费用、DG投资商的投资费用,以及DG的环境效益... 详细信息

随着分布式电源(DG)和电动汽车的大量发展,对接入配电网的电动汽车与DG进行协同研究具有重要意义。文中以协调配电公司、DG投资商和公共社会三者之间利益为出发点,综合考虑了配电公司的运行费用、DG投资商的投资费用,以及DG的环境效益和电动汽车入网(V2G)所节省的电网投资等社会效益,建立了基于机会约束规划的含V2G配电网中DG优化规划的数学模型,采用基于混合编码的改进自适应遗传算法对该模型进行了求解。在优化计算过程中充分考虑了负荷预测值的不确定性、风电源的输出功率的随机性以及电动汽车充放电功率的不确定性,提出了电动汽车充放电对系统最大功率影响的数学模型,并采用基于半不变量法的随机潮流算法对规划模型中的约束条件进行了检验。最后,以某实际配电网系统为仿真算例,在不同置信水平约束下对该系统内DG分别进行了优化规划,验证了文中所建数学模型及相应求解算法的有效性。

关键词：配电网电动汽车入网分布式电源随机潮流机会约束规划改进遗传算法