可入網(wǎng)電動(dòng)汽車在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、可插入式（Plug-in Electric Vehicle，PEV）電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用將會(huì)引發(fā)現(xiàn)代交通業(yè)的革命性變革，對(duì)電力系統(tǒng)帶來(lái)深遠(yuǎn)影響，如何發(fā)展和建設(shè)智能電網(wǎng)以容納并有效控制這種新型負(fù)荷使得電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行是個(gè)重要課題。同時(shí)，可入網(wǎng)電動(dòng)汽車（Vehicle to Grid，V2G）可以存儲(chǔ)電能以有效緩解可再生能源發(fā)電如風(fēng)電，太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性和不確定性，提供電力系統(tǒng)調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，就其

2、中幾個(gè)方面進(jìn)行了研究，包括:電動(dòng)汽車的智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)及電動(dòng)汽車接入的機(jī)組組合問(wèn)題、以及電動(dòng)汽車應(yīng)用于電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性分析。論文主要包括以下內(nèi)容:
　　1)對(duì)國(guó)內(nèi)外就電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)后帶來(lái)的問(wèn)題和機(jī)遇的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。包括電動(dòng)汽車接入對(duì)輸配電網(wǎng)的影響，電動(dòng)汽車的負(fù)荷特性，電動(dòng)汽車儲(chǔ)能及其與新能源的結(jié)合等。
　　2)綜述了電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況和趨勢(shì)以及產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)和運(yùn)營(yíng)模式的探討，突出介紹了我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)

3、業(yè)鏈，從汽車制造商，電池供應(yīng)商、充電站建設(shè)到國(guó)家政策上的扶持。指出了電動(dòng)汽車幾種充電模式:更換電池、快充、慢充的區(qū)別和利弊。并提出了含V2G技術(shù)的可插入式電動(dòng)汽車和可插入式混合電動(dòng)汽車的應(yīng)用前景和產(chǎn)品原型。在此基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)述了電動(dòng)汽車代理的功能和作用以及這方面的相關(guān)研究，并對(duì)整個(gè)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)模式進(jìn)行了初步探討并指出電動(dòng)汽車發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
　　3)構(gòu)建了電動(dòng)汽車智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)和各分層的結(jié)構(gòu)及其主要功能和需

4、考慮因素，各分層包括:用戶終端層、充放電接入層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和運(yùn)營(yíng)管理層。提出了以合理安排電動(dòng)汽車充放電使其為電力系統(tǒng)提供輔助服務(wù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)函數(shù)的充放電決策模型和決策機(jī)制框架?？紤]電動(dòng)汽車的移動(dòng)性，本文設(shè)計(jì)了類似移動(dòng)通信系統(tǒng)的漫游架構(gòu)和管理系統(tǒng);并就如何有效控制注冊(cè)在網(wǎng)的電動(dòng)汽車的充放電行為設(shè)計(jì)了從用戶認(rèn)證、位置更新到充放電決策系統(tǒng)到指令充放電行為的一整套通信機(jī)制。
　　4)研究了計(jì)及電動(dòng)汽車的機(jī)組組合問(wèn)題?？扇刖W(wǎng)

5、電動(dòng)汽車廣泛接入電力系統(tǒng)后，其相應(yīng)的充放電行為會(huì)對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)一些新問(wèn)題甚至挑戰(zhàn)。本文就PEV廣泛接入電力系統(tǒng)后的機(jī)組最優(yōu)組合問(wèn)題進(jìn)行了研究;以發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行成本和二氧化碳排放量的加權(quán)和最小化為目標(biāo)函數(shù)，把每時(shí)段內(nèi)充放電的PEV數(shù)量作為可優(yōu)化調(diào)度變量，采用分段線性化方法把機(jī)組最優(yōu)組合問(wèn)題轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解。分別以10機(jī)系統(tǒng)和100機(jī)大系統(tǒng)在24小時(shí)內(nèi)的機(jī)組最優(yōu)組合為例來(lái)說(shuō)明所發(fā)展的數(shù)學(xué)模型和方法的可行性與

6、有效性，并分析不同PEV充電模式，即完全優(yōu)化充電模式、無(wú)控充電模式、延遲充電模式和持續(xù)充電模式對(duì)機(jī)組最優(yōu)組合優(yōu)化結(jié)果的影響。
　　5)研究了電動(dòng)汽車應(yīng)用于電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性分析。合理控制/調(diào)度電動(dòng)汽車充放電，可以為電力系統(tǒng)提供輔助服務(wù)，改善系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性?；诿绹?guó)新澤西地區(qū)的汽車日常交通行為數(shù)據(jù)，本文建立了分析電動(dòng)汽車提供調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的經(jīng)濟(jì)效益的數(shù)學(xué)模型，并就如何控制充放電以使電動(dòng)汽車代理的總收益最大化作了分析。