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规模化电动汽车充电负荷影响及其有序充电研究
| 论文题名： | 规模化电动汽车充电负荷影响及其有序充电研究 |
| 关键词： | 电动汽车;配电网;充电负荷;鲸鱼算法;有序充电;优化调度 |
| 摘要： | 随着化石能源的日益短缺以及人们不断增加的能源需求，电动汽车的发展已经被各国政府和汽车企业高度重视，电动汽车也因其清洁特性，能效高，噪音小而备受用户青睐，作为未来汽车行业的重要发展方向，区域电动汽车规模增大后，无序的充电必将对配电网造成一定冲击，因此分析无序充电的负荷影响以及研究一种高效的优化调度方法是实现电网经济安全运行的必然途径。 论文所做的主要研究工作如下： （1）分析了电动汽车的主要充电方式，以及常规的电动汽车动力电池的充电特性，根据美国交通部对全美家用车辆行驶的调查结果(NationalHouseholdTravelSurvey,NHTS)模拟私家车出行的规律，以此作为基础数据，抽取电动汽车用户当日行驶里程，充电的起始时间以及充电需求时长等基础数据，最后采用蒙特卡洛方法模拟并计算规模化电动汽车充电的负荷曲线。 （2）根据大规模电动汽车无序充电的时空分布特性，采用IEEE33节点配电系统为例，在不同渗透率条件下，计算大规模电动汽车的随机接入对IEEE33节点配电系统的影响，对比负荷峰谷差，网络损耗，节点电压偏移等指标。实验仿真表明，当电动汽车渗透率一定时，无序充电负荷给配电系统的不同节点造成影响不同，并且造成峰谷差明显增大，网络损耗提高，当渗透率水平递增时，无序充电的负荷对配电系统的峰谷差值，电压偏移，网络损耗的影响显著增高。 （3）提出了一种考虑区域性差异的分层分区的电动汽车有序充电控制策略，控制层主要包括中心控制区和区域控制区，中心控制区获取某区域的基础负荷情况以及充电需求信息，以区域配电网总负荷峰谷差最小化为主目标，计算适应该区域优化目标的最佳充电指导负荷曲线，区域控制区向中心控制区提供基础负荷情况以及充电需求信息，并向充电用户下达有序充电指令。采用教学策略以及非线性惯性权重对鲸鱼算法进行了改进，有效提升了鲸鱼算法的求解精度和收敛速度。在满足配电网和区域需求的条件下采用改进鲸鱼算法求解，通过仿真验证了改进鲸鱼算法的优越性和高效性，优化结果表明该策略能有效解决区域差异性问题。 （4）针对含有电动汽车充电的微网区域进行研究，提出了两种优化控制策略，以微网运行成本最小和电网综合负荷方差最小为优化目标，分别研究电动汽车在参与优化调度和不参与优化调度的情况下，同时对储能系统充放电进行优化调度，采用分段变异策略改进鲸鱼算法，并利用改进鲸鱼算法求解。仿真结果表明，对电动汽车充电优化调度后，有效的降低了微网的运行成本和综合负荷方差。 |
| 作者： | 张公凯 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 陈才学;胡炎申 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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