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光储充智慧充电站及其能量调度优化研究
| 论文题名： | 光储充智慧充电站及其能量调度优化研究 |
| 关键词： | 电动汽车充电站;光伏能源;电气拓扑结构;调度优化 |
| 摘要： | 电动汽车与光伏发电系统等作为新能源开发的重要组成部分，成为目前研究的热点。电动汽车充电站供电形式单一，电动汽车大规模接入电网充电时带来的负荷冲击，光伏发电并网冲击以及光伏能源消纳水平较低等问题成为目前研究的难点。为此，在将光伏发电单元与电动汽车充电设施等结合起来实现光伏能源就地消纳的同时，满足电动汽车充电需求的新型充电站应运而生。 本文首先对提出的光储充多能互补智慧充电站的架构进行了设计。充电站的电气拓扑结构采用从10kV高压配网侧取电并以1kV直流母线为汇集点联通站内光伏发电单元、充电设施及储能单元等组成部分实现能源互通的方式，省去传统充电站所需的10kV到380V变电所设施，站内各电能变换模块的双向设计兼顾了电能给电动汽车充电和回馈电网的双向流动，充电模块与充电桩之间采用开关矩阵进行投切控制实现柔性充电；同时提出了以CAN总线为主干网设计的充电站控制系统结构并设计了充电站集群管控的系统结构，为实现站内能源的协调配合、优化调度和积极的站-网互动奠定了硬件基础。 为实现光储充多能互补智慧充电站的合理运行和调度优化策略的制定，本文对电动汽车的充电行为给充电站和电网的运行带来的影响进行说明，针对电动汽车的充电特性和充电需求分析，采用蒙特卡洛法模拟电动汽车充电行为并对电动汽车的充电负荷需求进行了计算，通过算例分析验证其正确性和有效性；同时，分析了站内组成单元的运行特性，主要包括光伏发电单元及储能单元。 在保证电动汽车充电需求的前提下，本文对光储充多能互补智慧充电站的能量流的模式进行了分析及制定，同时结合分时电价模式，对谷、平、峰三个时段的站内能量流策略进行了优化；在此基础上，为提高充电站的经济效益以及降低其对电网的负荷波动，建立了以充电站全天购电费用最小且对电网的负荷波动最低为多目标的优化调度模型，并提出基于自适应网格密度法的多目标粒子群算法的求解流程对该模型进行求解和算例仿真，通过运行结果分析论证该多目标优化模型确实能够在提高充电站的经济效益的同时降低其对电网的负荷波动，为光储充智慧充电站的能量调度及其调度优化问题提供了新的解决方案。 |
| 作者： | 王伟 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 黄亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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