含電動汽車及換電站的微網優(yōu)化調度研究.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展，能源需求不斷增長，構建穩(wěn)定、經濟、清潔、安全的能源供應體系面臨一系列重大挑戰(zhàn);機動車保有量增長迅速，尾氣成為城市大氣的主要污染源。應對能源與環(huán)境的雙重壓力，應積極優(yōu)化能源結構、推動能源生產和利用方式變革。分布式發(fā)電與電動汽車的推廣應用有助于減少石油依賴、降低環(huán)境污染、控制溫室氣體排放。如何提高電動汽車的保有量，提高能源供給設施的利用率，同時降低可能對電網產生的不利影響，發(fā)揮電動汽車接入的優(yōu)勢，使電網與電動汽車用戶效益最大

2、化是目前急需解決的問題。在這樣的背景下，本文對含電動汽車與換電站的微網優(yōu)化調度問題進行了研究，取得一些創(chuàng)新性的研究成果。
　　 首先，介紹了電動汽車及其能源供給的發(fā)展背景、發(fā)展現(xiàn)狀，概括了電動汽車產業(yè)發(fā)展與智能電網建設間的關系以及面臨的挑戰(zhàn)與機遇。電動汽車成本、里程、用戶體驗等方面的問題一定程度上可以通過加強能源供給基礎設施建設來解決。綜述了電動汽車充放電對電力系統(tǒng)的影響、電動汽車相關優(yōu)化調度研究，概括了微網在利用可再生能源解決

3、電動汽車能源供給方面的優(yōu)勢，以及優(yōu)化調度的重要意義。為避免含大規(guī)模電動汽車的優(yōu)化調度計算出現(xiàn)“維數災”問題，以及分布式電源與電動汽車直接接入配電網可能帶來的不利影響，并考慮到國家電網公司發(fā)布的指導意見，利用分層分區(qū)運行管理結構，考慮將問題轉化為含電動汽車及換電站的微網優(yōu)化調度問題。
　　 其次，在電動汽車行駛統(tǒng)計規(guī)律的基礎上，提出了電動汽車智能接入模式下的微網優(yōu)化調度模型。微網調度機構根據不同電動汽車用戶需求、可再生能源功率、其

4、他負荷功率以及電動汽車充放電過程需滿足的約束，給出包括每輛電動汽車在內的微網內所有設備的運行策略。所建立的混合整數線性規(guī)劃模型可利用現(xiàn)有成熟商業(yè)軟件（如CPLEX）求解。優(yōu)化結果表明，智能接入模式下的電動汽車作為分散式儲能單元，與微網內集中式儲能元件協(xié)調配合，可發(fā)揮移峰填谷的作用，具有很好的經濟性。
　　 第三，提出了一種基于微網的電動汽車換電站運營模式，建立了換電站充放電模型。根據換電站內充放電裝置和電池組的約束，考慮了含有風

5、電、光伏、燃料電池、微型燃氣輪機、柴油發(fā)電機等電源的微網，提出了含電動汽車換電站的微網優(yōu)化調度策略，并將換電站接入模式與傳統(tǒng)儲能電站接入模式進行了對比。算例表明換電站也可以發(fā)揮削峰填谷的作用，且更具經濟性。隨后，對市場容量、換電池價格及可再生能源滲透率等因素對經濟性的影響進行了分析，提出的激勵指數可為換電池價格、電池租賃價格的制定提供參考。隨著可再生能源滲透率提高，電動汽車換電站接入微網模式的節(jié)能減排效益將更加明顯。
　　 第四

6、，對微電網內重要單元，如電池儲能電站、電動汽車換電站、可中斷負荷等分別進行了分析并建模，結合系統(tǒng)功率平衡、備用需求等約束，建立微電網獨立運行優(yōu)化模型。優(yōu)化結果表明，相比傳統(tǒng)電池儲能電站，電動汽車換電站作為儲能裝置，通過協(xié)調優(yōu)化，可以提高微電網的可再生能源接納能力，提高微電網可靠性，并更具經濟性。
　　 如前所述，第二部分研究電動汽車分散式接入微網的優(yōu)化調度問題，第三、四部分分別在微網并網、孤島運行方式下，研究采用集中換電方式的優(yōu)

7、化調度問題，由于問題側重于經濟性、可行性的分析，所以對可再生能源功率、負荷等采用典型日曲線來描述，沒有考慮不確定性。
　　 第五，在微網并網運行方式下，同時考慮電動汽車分散式充放電和集中換電站模式，針對風電、光伏、負荷、電動汽車充放電功率等多種不確定因素，在預測值與概率分布統(tǒng)計規(guī)律的基礎上，應用區(qū)間系數規(guī)劃與機會約束規(guī)劃建立了考慮電動汽車、可再生能源和換電站的微網隨機調度模型，推導出隨機變量線性組合的分布函數，并將含不確定性因素