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车联网环境下电动汽车无线协同充电模型及应用研究

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车联网环境下电动汽车无线协同充电模型及应用研究

作者：赵振乾河南大学

学位级别：硕士

随着化石能源的逐渐枯竭和环保问题的日益凸显,电动汽车得到了各国的高度重视,其市场渗透率不断提高。电动汽车具有动力电池容量大、充电功率高的特点。大量电动汽车无序充电时,容易出现在特定时段、特定地点集中接入电网充电的行为,从... 详细信息

随着化石能源的逐渐枯竭和环保问题的日益凸显,电动汽车得到了各国的高度重视,其市场渗透率不断提高。电动汽车具有动力电池容量大、充电功率高的特点。大量电动汽车无序充电时,容易出现在特定时段、特定地点集中接入电网充电的行为,从而造成电能供需失衡、线路过载、降低电能质量、威胁电网安全运行等问题。因此电动汽车充电调度算法是学术界和工业界关注的重点问题之一。现有电动汽车充电优化调度算法的验证也存在不足。目前,电动汽车充电调度算法以软件仿真为主,过于理想化。部分算法通过真实车辆验证,但受制于成本,车辆数目较少,无法体现电动汽车规模化接入电网的影响。为此,本文构建一种车联网环境下的面向电动汽车协同充电算法验证的缩微模型,提出一种电动汽车协同充电优化调度算法,并在构建的缩微模型上验证了所提算法的有效性。本文主要研究内容如下:(1)构建一个电动汽车无线协同充电缩微模型系统。该系统采用分层架构,由充电场控制器控制各个车位与电动汽车缩微模型之间的能量流和信息流。电动汽车缩微模型利用无线充电的方式,通过车位充电控制器获取电能。另一方面,充电场控制器将搜集的信息上传到协同控制中心,协同控制中心根据电能供给情况、电力负荷、用户偏好、实时电价等信息制定每个电动汽车的最优充电控制策略,并将其下发给充电场控制器,对接入的电动汽车充电行为进行控制。(2)提出一种电动汽车协同充电优化调度算法。该算法综合考虑了电动汽车的接入电网时间、所需充电量、实时电价、电网负荷上限等因素,计算出每辆电动汽车的最优充电调度序列,以最小化用户的充电费用;同时保证配电变压器的总用电负荷不超过其额定容量。(3)在构建的缩微充电模型上对提出的协同充电算法进行了验证。首先,利用软件仿真的形式对所提算法进行了验证;然后,在构建的缩微充电模型上验证了所提算法的有效性。并且,将该算法与电动汽车无序充电、各电动汽车单独优化充电进行了对比。结果表明,协同充电算法在保证配电变压器不过载的情况下,能显著降低用户的充电费用。

关键词：车联网电动汽车协同控制负荷调度算法验证无线充电

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家用电器智能用电的模型与方法研究

家用电器智能用电的模型与方法研究

作者：姜杰南京邮电大学

学位级别：硕士

家庭智能用电系统是智能电网实现智能化的重要组成部分,可使传统的家用电器实现全方位的信息交互,优化用户家庭的用电结构,增强用户家居生活的舒适性。本文首先对家庭中各种常见用电器进行详细多方面的调查研究,引入了小规模光伏发电系... 详细信息

家庭智能用电系统是智能电网实现智能化的重要组成部分,可使传统的家用电器实现全方位的信息交互,优化用户家庭的用电结构,增强用户家居生活的舒适性。本文首先对家庭中各种常见用电器进行详细多方面的调查研究,引入了小规模光伏发电系统装置和电动汽车模块,构建了一个典型的家庭智能用电结构模型。同时,对家庭中可控电器的负荷特性进行归纳整理,实现了可控负荷自身的优化用电方法。然后提出了一种智能家庭用电系统的优化模型及算法。其中优化模型综合考虑了家庭中的刚性负荷、可控负荷及新能源等模块,采用与粒子群算法相结合的思想,在满足用户需求的基础上为用户尽可能的节约用电成本。并用实际案例举例说明该算法模型的可行性与适用性。案例仿真结果表明:非可控负荷在整个调度周期内按用户要求运行,完成工作;可控类型负荷及光伏发电系统在舒适度约束条件下自主优化运行,实现了在高电价时移峰和低电价时填谷的目的。最后,在上述研究成果基础上进一步研究了小规模区域用电网络中恒温可控负荷群的聚合用电调控方法。并采用电热水器负荷举例说明。案例分析结果表明:在负荷群具有良好的状态多样性时,提出的改进型的温度调节方法可以有效地平复温度限制值调整时引起状态组数剧烈波动的情况,能有效的克服了负荷群剧烈波动的现象。

关键词：家用电器智能用电负荷调度模型与优化方法负荷聚合

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火电厂全厂负荷优化分配及其控制方式的研究

大科技 2013年第4期 116-117页

作者：盛海波湖南省火电建设公司调试所湖南株洲412000

本文在全厂负荷合理分配的前提下，提出了在AGC频繁变负荷情况下解决全厂负荷控制和优化分配的措施，并且提出了变负荷成本的概念，并引入了一些具体的方案。AGC可以按照电网的负荷信号调整整体的负荷情况，保证机组运行在允许的负荷范... 详细信息

本文在全厂负荷合理分配的前提下，提出了在AGC频繁变负荷情况下解决全厂负荷控制和优化分配的措施，并且提出了变负荷成本的概念，并引入了一些具体的方案。AGC可以按照电网的负荷信号调整整体的负荷情况，保证机组运行在允许的负荷范围内和安全的情况下，对各台机组的负荷合理地调配，及时满足电网的要求，使机组的负荷调节频度降低，增加主、辅机组等设备的使用寿命，使机组的稳定性得到提高，全厂的供电煤耗能够降低，合理有效分配各台机组的负荷。

关键词：负荷分配火力发电厂负荷调度负荷优化分配

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区域集中供热系统多热源优化调度研究

区域集中供热系统多热源优化调度研究

作者：杨林棣华北电力大学

学位级别：硕士

在环境污染日益严重、能源需求日益增长的背景下,积极推进多热源区域集中供热技术日趋必要。多热源区域集中供热系统有助于各热源之间优势互补,有利于整个供热系统在经济性、能源利用效率和环境效益等多个方面得到提升。本文以多热源集... 详细信息

在环境污染日益严重、能源需求日益增长的背景下,积极推进多热源区域集中供热技术日趋必要。多热源区域集中供热系统有助于各热源之间优势互补,有利于整个供热系统在经济性、能源利用效率和环境效益等多个方面得到提升。本文以多热源集中供热系统作为研究对象,建立了区域集中供热系统多热源调度优化模型,并基于NSGA-Ⅱ算法和TOPSIS分析法对区域集中供热系统开展了源、网协同优化调度研究。（1）对多热源区域集中供热系统常见热源形式进行分析,阐明了不同热源的性能指标,并通过分析集中供热系统调峰形式及常见特性参数,给出了系统设计中应遵循的原则及热源负荷分配的建议优先次序。（2）建立了区域集中供热系统多热源调度优化模型,综合考虑了不同热源形式的运行费用、一次能源利用率和污染物综合排放量,确定了热源侧负荷约束、供热管网输配约束、热源是否投入运行等约束条件,并提出一种新的区域集中供热系统管段流量计算方法,用于辅助供热管网输配约束的建立,最后提出了基于NSGA-Ⅱ算法和TOPSIS分析法的优化模型求解方法。（3）以北京某区域集中供热系统为例,对区域集中供热系统多热源调度优化模型的合理性及算法的可行性进行分析。结果表明,供暖初、末期,由燃气热电厂单独承担热负荷;严寒期,实现多热源并网运行,且第二类吸收式热泵系统优先于燃气区域锅炉房投入运行。（4）探究了供热调节方式和事故工况对区域集中供热系统多热源调度优化的影响,并分析了不同热媒参数多热源系统的运行调节规律,为不同热媒参数多热源系统调度优化问题的研究做了铺垫。

关键词：多热源区域集中供热多目标优化 NSGA-Ⅱ TOPSIS 负荷调度

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考虑电动汽车接入的配电网优化运行策略研究

考虑电动汽车接入的配电网优化运行策略研究

作者：贾闯闯燕山大学

学位级别：硕士

受困扰于日益严峻的能源危机和环境压力,各国政府越来越重视对电动汽车产业的发展。相比较传统的燃油汽车,电动汽车在节能减排上具有无可比拟的优势。近些年,随着电动汽车电池技术的突破、智能电网的不断发展以及各国政府对电动汽车产... 详细信息

受困扰于日益严峻的能源危机和环境压力,各国政府越来越重视对电动汽车产业的发展。相比较传统的燃油汽车,电动汽车在节能减排上具有无可比拟的优势。近些年,随着电动汽车电池技术的突破、智能电网的不断发展以及各国政府对电动汽车产业的政策扶持,电动汽车的市场份额得到迅速提高。但是,由于电动汽车自身的充电特性在时间和空间上具有高度不确定性,大规模电动汽车在非受控情况下接入电网充放电将给电网带来巨大的挑战和威胁。在此背景下,研究电动汽车接入的配电网优化运行策略无论是对电动汽车产业的发展还是配电网的优化都有着重要的意义,本文主要的研究内容介绍如下:首先,研究了电动汽车的负荷预测问题。针对电动汽车用户的出行习惯和电池的荷电特性,在电动汽车起始充电时间和充电时长不确定性的基础上,基于概率建模的方法推导给出电动汽车充电需求负荷,预测电动汽车日负荷曲线。为电动汽车的有序充电和配电网的规划运行提供数据支持。其次,在满足电动汽车充电需求的前提下,建立基于配电网安全运行的最优潮流模型。该模型考虑的约束包括节点电压、线路潮流、配变容量及充电能量平衡,以最小化电网发电成本为目标函数,优化电动汽车的充电功率。仿真结果表明,带有预测校正过程的原对偶内点优化算法具有良好的收敛性能,并且提出的电动汽车优化调度策略能有效降低系统的有功运行成本,提高系统运行的稳定性和安全性。最后,研究了分时电价策略引导电动汽车有序充电问题。基于价格需求弹性系数矩阵及峰平谷时段划分,观察该引导手段对电动汽车有序充电的引导效果。目标函数在最小化电动汽车负荷峰值和峰谷差的基础上,加入两个影响配电网运行的新指标:最小化电压波动和最小化有功功率网损。采用自适应粒子群算法求解,优化电动汽车充电功率并给出最优电价。仿真结果证明,通过合理的时段划分和科学的分时电价制定,可以改善配电网节点电压质量,减少配电系统的有功功率损耗,增加电动汽车用户的收益,达到多赢的目标。

关键词：电动汽车配电网预测-校正原对偶内点法负荷调度定价策略

供热机组的特性建模及其在运行分析与优化中的应用

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供热机组的特性建模及其在运行分析与优化中的应用

作者：蔡莼莼东南大学

学位级别：硕士

热电联产符合按质用能的原则,既能提高能源利用效率,又能改善环境质量,已经成为大型机组提升能效和增加收益的手段。大型再热机组凝汽采暖两用机方式运行的抽汽方式趋于多样化和复杂化,导致凝汽采暖两用机的特性建模更加复杂,有必要研... 详细信息

热电联产符合按质用能的原则,既能提高能源利用效率,又能改善环境质量,已经成为大型机组提升能效和增加收益的手段。大型再热机组凝汽采暖两用机方式运行的抽汽方式趋于多样化和复杂化,导致凝汽采暖两用机的特性建模更加复杂,有必要研究此类供热机组的动力特性。实现供热机组负荷优化调度能提高机组运行的经济性,根据热电负荷需求合理地分配各机组间的热电负荷,需要特性方程的支撑,其中主蒸汽流量与发电量和供热抽汽流量的方程式(简称动力特性方程)是最基本和最重要的特性方程。因此,再热机组动力特性方程的建模方法及热电负荷优化调度是本文的主要研究内容。本文的主要研究工作和研究成果如下:(1)再热机组多供热汽流复杂循环特性建模方法研究了再热机组典型抽汽供热方式的特性建模方法,针对主蒸汽减温减压供热典型的减温水来源,建立了复合循环函数的方程式,拓展了循环函数理论的应用领域。通过算例验证了所建立的各抽汽供热方式特性模型的正确性。(2)供热机组变工况与动力特性联合建模的预测方法将变工况与动力特性联合建模,建立供热机组变工况动力特性方程计算模型,实现了通过额定工况对变工况动力特性方程的预测。其中,在建立的基于动力特性方程的变工况计算模型中,提出了一种基于压比和比容比的次末级相对内效率的计算方法。(3)基于线性动力特性方程的负荷优化调度算法研究对于单抽和双抽供热机组,分别提出了一种基于小微增原则的负荷分配方法。通过算例将优化结果与线性规划结果相比较,验证了所提出方法的正确性。此方法简单便捷、通用性强、不需要借助计算机程序即可实现。(4)基于非线性动力特性方程的负荷优化调度算法研究提出了一种改进人工蜂群算法,将当前最优解的位置信息引入到观察蜂和侦查蜂的搜索策略中,用于优化基于非线性动力特性方程的负荷调度模型。通过算例说明与人工蜂群算法相比,所提出的改进人工蜂群算法提高了算法的收敛速度、寻优精度以及鲁棒性;同种负荷需求下,非线性负荷调度模型优化结果对应的汽耗量小于线性负荷调度模型,说明了基于非线性动力特性方程模型的优化结果更加精确,研究此类负荷优化调度问题,对指导机组经济运行有一定的实际意义。(5)基于线性动力特性方程的混合类型机组间的负荷优化调度算法研究在所提出的单抽和双抽供热机组负荷分配方法的基础上,进一步提出了混合类型机组间基于小微增原则的负荷分配方法。通过算例将优化结果与线性规划结果相比较,验证了所提出方法的正确性。此方法为混合类型机组间负荷优化调度问题提供了一种解决方案,简单便捷、不需要借助计算机程序即可实现。

关键词：供热机组循环函数法动力特性模型负荷调度优化算法

考虑电动汽车换电站不同充电模式的微电网能量优化

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电气应用 2016年第1期35卷 50-55,61页

作者：徐韵姬晓杰刘方杨秀上海电力学院电气工程学院国网山东鄄城县供电公司

将大规模电动汽车直接接入电网充电、难以有效降低碳排放,且会对电网带来较大的负面影响。通过换电站对动力电池充电进行统一管理,并将其接入微电网,提高电动汽车充电可控性,且可实现可再生能源的就地消纳。将换电站作为可控负荷,根据... 详细信息

将大规模电动汽车直接接入电网充电、难以有效降低碳排放,且会对电网带来较大的负面影响。通过换电站对动力电池充电进行统一管理,并将其接入微电网,提高电动汽车充电可控性,且可实现可再生能源的就地消纳。将换电站作为可控负荷,根据分时电价差异引导其避峰填谷,减小微电网系统峰谷差,提高运行效率。以微电网最小运行成本为优化目标,通过改进遗传算法优化各微源出力以及换电站充电功率,对比分析了换电站不同充电模式对微电网能量优化的影响。

关键词：微电网优化运行改进遗传算法电动汽车换电站负荷调度

考虑电动汽车换电站不同充电模式的微网能量优化

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陕西电力 2015年第5期43卷 26-31页

作者：徐韵淡淑恒刘方上海电力学院电气工程学院上海杨浦200090

将换电站作为可控负荷,根据分时电价差异引导其避峰填谷,减小微网系统峰谷差,提高运行效率。以微网最小运行成本为优化目标,通过改进遗传算法优化各微源出力以及换电站充电功率,对比分析了换电站不同充电模式对微网能量优化的影响。结... 详细信息

将换电站作为可控负荷,根据分时电价差异引导其避峰填谷,减小微网系统峰谷差,提高运行效率。以微网最小运行成本为优化目标,通过改进遗传算法优化各微源出力以及换电站充电功率,对比分析了换电站不同充电模式对微网能量优化的影响。结果表明:换电站作为可调度负荷参与系统调节有利于微网对可再生能源的消纳,节省安装储能装置的成本,BSS串联运行方式下调度灵活,效益更好。

关键词：微电网优化运行改进遗传算法电动汽车换电站负荷调度

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电动汽车发展现状及充电技术研究

通信电源技术 2016年第5期33卷 67-69,75页

作者：黄海洋肖洒任乔林吴斯刘忠涛三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力公司孝感供电公司湖北孝感432100

发展电动汽车已经成为当今世界的热潮,这对电力系统的运行将会造成极大的影响。电动汽车充电控制将变成系统运行控制的特定方式,一方面可以减轻充电负荷造成的危害,另一方面也可以实现负荷削峰填谷的功能,促进新能源消纳的作用,提高负... 详细信息

发展电动汽车已经成为当今世界的热潮,这对电力系统的运行将会造成极大的影响。电动汽车充电控制将变成系统运行控制的特定方式,一方面可以减轻充电负荷造成的危害,另一方面也可以实现负荷削峰填谷的功能,促进新能源消纳的作用,提高负荷调度的功效。文章概述了近年来充电控制、充电负荷领域内的一些研究状况,主要包括充电负荷模型的仿真分析、充电控制策略的研究、充电控制效益的展望等方面;另外也指出了尚未解决的问题和可能的研究方向。

关键词：电动汽车充电模式充电负荷充电控制策略负荷调度