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居民小区电动汽车充电负荷有序控制策略
| 论文题名： | 居民小区电动汽车充电负荷有序控制策略 |
| 关键词： | 电动汽车;有序充电;网格选取法;遗传算法;蒙特卡洛法 |
| 摘要： | 随着化石能源的不断枯竭和环境问题的日益严峻，电动汽车已经成为未来汽车行业发展的必然趋势。随着电动汽车，尤其是私家乘用型电动汽车应用规模的不断扩大，未来居民小区将成为电动汽车充电的主要场所。但是，在实际运营中，电动汽车行业普遍存在着“政策热、推广难”的尴尬，尤其是在居民小区，考虑到运营成本、供电安全等问题，小区物业参与充电设施建设的积极性普遍不高，导致电动汽车难以广泛投入使用，这严重阻碍了电动汽车的发展和普及。小区物业的症结主要有以下两点:其一是大量电动汽车无序接入，其充电负荷会导致小区变压器过负荷运行，造成安全隐患;其二是充电设施运营成本较高，而现有条件下运营方的充电收益很低，不足以调动小区物业参与的积极性。电动汽车高昂的充电费用也打击了一部分用户的购买积极性。 本文针对当前居民小区电动汽车充电设施建设遇到的实际困难，研究了电动汽车充电负荷的有序控制策略，主要目标包括预防配电变压器过载和实现充电收益最大化。首先提出了网格选取法，在保证变压器不过载运行的同时，灵活规划电动汽车的充电时段。进而基于峰谷分时电价构建了充电电费支出最小的目标函数，并基于遗传算法设计了求取最优网格选取结果的方法与步骤。采用蒙特卡洛法对实际算例进行仿真分析，结果表明:网格选取法兼顾了配电容量的限制条件，简化了电动汽车的有序充电规划，更利于采用寻优算法进行求解。所求取的有序充电策略能有效实现负荷移峰填谷、降低电费支出，同时提高运营方的充电收益及参与积极性，具有很好的优化效果。最后，考虑到大规模电动汽车接入势必会对配电系统的运行产生影响，以IEEE33节点模型为研究对象，仿真分析了电动汽车有序和无序充电负荷对该配电系统在馈线负荷、网络损耗和节点电压等方面的影响，验证了有序充电负荷在配电网经济稳定运行方面的积极意义。 在此基础上，本文针对居民小区电动汽车用户充电和运营方监控的习惯，设计并构建了内嵌有序充电策略的充电管理系统，该系统内各模块信息交互、资源共享，建立用户和电网的连接并实现了充电桩的统一调控，有利于运营方高效、便捷地管理电动汽车的充电行为，体现了本文研究的实际应用价值。 |
| 作者： | 王姝凝 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 杨少兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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