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新能源公交车充电站能量管理系统的研究
| 论文题名： | 新能源公交车充电站能量管理系统的研究 |
| 关键词： | 电动公交充电站;电能管理;粒子群算法;多目标优化;交替方向乘子法 |
| 摘要： | 随着2060年“碳中和”目标以及“十四五规划”的提出与颁布，新能源汽车作为一种“绿色”交通工具必将迎来蓬勃发展的新阶段。公交汽车作为主要的公共交通工具，必将成为落实新能源应用的主体。虽然公交车排班路线具有规律性，但电动公交车充电的经济性会受实际运营环境影响。此外，不同的充电时间与充电模式都会导致不同的经济性问题。因此，研究公交汽车充电站的电能管理与优化策略变得尤为重要。 论文首先对电动公交充电站运营特性与需求进行分析和建模。充电需求模型充分考虑了公交汽车运营中的运营计划和充电模式的影响，对公交车的进站时间因素、电池电量因素、充电规划因素进行了分析，为后续公交充电站的充电需求计算奠定了基础。 针对目前电动公交充电站充电调度出现的不经济问题，本文在两部制电价的计费标准和公交正常运营情况下，提出了以公交充电站充电成本和负荷高峰电费综合代价最低为目标函数的恒功率充电模式优化策略，通过粒子群算法进行迭代求解。仿真结果表明，优化后的负荷曲线下的用电成本得到有效的降低，使得公交汽车的充电计划更加合理。 针对公交汽车运营中出现的突发交通状况，在生成行车计划时间区间内所有可行的充电计划的基础上，提出以公交充电站充电成本和负荷高峰电费最低为目标的变功率充电模式的优化策略，通过粒子群算法进行迭代。仿真结果表明，公交车变功率充电计划可以通过协调充电时间和功率来转移突发交通状况带来的额外负荷，取得良好的用电经济效益。 最后，考虑到现有普通充电站的后续改造升级加入光伏和储能的情况。论文给出了光储充电站所有可能的运行工况。根据光伏发电的典型出力曲线，建立了在给定工况切换策略下的约束条件，并建立了光储充电站经济优化模型。使用交替方向乘子法进行计算迭代，仿真结果表明，通过光伏与储能的配合，可以极大的降低充电费用同时提高光储的收益，并且储能与光伏的配合极大地提高了电能在时序上的灵活性，起到很好的削峰填谷的作用。 |
| 作者： | 何鑫 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李征 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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