電動(dòng)汽車V2G系統(tǒng)及充放電控制策略研究.pdf

1、汽車與電網(wǎng)(Vehicle to Grid，簡(jiǎn)稱V2G)間的雙向互動(dòng)技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。通過 V2G技術(shù)，電網(wǎng)運(yùn)行充裕度不足和效率低下、可再生能源接納能力受限、電動(dòng)汽車充放電不靈活與使用不經(jīng)濟(jì)等問題可以得到不同程度的緩解。在此背景下，V2G技術(shù)成為各國(guó)研究熱點(diǎn)。
　　V2G技術(shù)涉及電力系統(tǒng)、電動(dòng)汽車、電池以及自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域，在多個(gè)學(xué)科存在交叉，目前對(duì)于 V2G的研究，國(guó)內(nèi)外尚處于探索階段。本文主要就V2G負(fù)荷時(shí)空分布的預(yù)

2、測(cè)方法、用戶最優(yōu)V2G控制策略、V2G能量變換系統(tǒng)以及雙向充電機(jī)進(jìn)行研究。
　　為了揭示電動(dòng)汽車 V2G負(fù)荷在時(shí)間和空間上的分布特性，本文給出了一種電動(dòng)汽車 V2G負(fù)荷時(shí)空分布的預(yù)測(cè)方法。首先從交通規(guī)劃的角度入手，基于交通出行量 OD矩陣以及土地利用數(shù)據(jù)，結(jié)合電動(dòng)汽車行駛及停放的時(shí)間特性，建立了停車需求的時(shí)空分布模型及電動(dòng)汽車 V2G負(fù)荷容量模型，分析了電動(dòng)汽車行駛及停車的時(shí)空分布特性，給出了基于蒙特卡洛仿真的電動(dòng)汽車V2G負(fù)荷時(shí)

3、空分布的預(yù)測(cè)方法。以某市區(qū)為例，用所提出的V2G負(fù)荷預(yù)測(cè)方法進(jìn)行仿真，分析了電動(dòng)汽車備用行駛?cè)萘?，單車充、放電功率以及日平均行駛里程?duì)V2G負(fù)荷的影響，并對(duì)比了不同區(qū)域V2G負(fù)荷的差異。
　　為了在電動(dòng)汽車參與 V2G服務(wù)的過程中實(shí)現(xiàn)用戶收益的最大化，本文對(duì)基本電力服務(wù)類型進(jìn)行了分析，得到了適用于 V2G的服務(wù)類型。在此基礎(chǔ)上，以分層控制體系中停車場(chǎng)為研究對(duì)象，針對(duì)慢充+二次調(diào)頻服務(wù)以及慢充+二次調(diào)頻+調(diào)峰服務(wù)給出用戶側(cè)最優(yōu)的V2

4、G控制策略。為了更加細(xì)致地計(jì)算V2G充放電引起的電池?fù)p耗成本，給出了一種基于典型工況的電池?fù)p耗計(jì)算方法。通過算例，分別從個(gè)人和停車場(chǎng)的角度對(duì)兩類 V2G服務(wù)產(chǎn)生的收益進(jìn)行了仿真分析，并研究了充電機(jī)功率與日行駛里程對(duì)收益產(chǎn)生的影響，在此基礎(chǔ)上針對(duì)電動(dòng)汽車使用和停車場(chǎng)運(yùn)營(yíng)給出了相關(guān)建議，這可以為電動(dòng)汽車用戶和停車場(chǎng)參與V2G提供指導(dǎo)。
　　為了探尋適合于 V2G的能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本文分析了傳統(tǒng)充電系統(tǒng)存在的不足，并給出了一種基于有源

5、前端控制器的共直流母線 V2G能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將原來需要由充電機(jī)完成的無功補(bǔ)償、諧波抑制等功能交由有源前端控制器統(tǒng)一進(jìn)行處理。對(duì)基于有源前端控制器的共直流母線 V2G能量變換系統(tǒng)的原理進(jìn)行了分析，并建立了V2G能量變換系統(tǒng)模型，并針對(duì)3kV、2MVA的5級(jí)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，對(duì)系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　針對(duì)基于有源前端控制器的共直流母線 V2G能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一種車載 V2G充電機(jī)方案，首先分析了 V2G系統(tǒng)及服務(wù)