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城市电动汽车中长期充电负荷预测及有序充电策略
| 论文题名： | 城市电动汽车中长期充电负荷预测及有序充电策略 |
| 关键词： | 电动汽车;概率负荷模型;改进灰色模型;改进遗传算法 |
| 摘要： | 为实现人类可持续发展的目标，大力推进电动汽车等绿色交通工具的普及已成为必然趋势。然而，大规模电动汽车无序充电将给电网的安全经济运行带来挑战。在此背景下，对电动汽车充电负荷进行预测，分析其充电给电网造成的影响，并提出有效的充电策略对于电网的可靠运行及电动汽车的推广普及具有重要意义。本文的主要研究内容如下： 首先，针对电动汽车的中长期充电负荷预测在负荷建模过程中对充电随机性考虑不足的问题，提出了一种概率负荷模型。该模型以表征充电行为的起始充电时间和充电时长为基础，通过相应的充电概率来反映充电行为的随机性。此外，由于中长期充电负荷预测不仅与充电负荷建模有关，还与电动汽车保有量相关。本文针对在传统保有量预测模型中对相关参数的选取存在主观性的问题，提出了一种基于傅里叶残差修正的改进灰色模型。该模型通过数据变换来增强预测规律，并结合误差修正以提高预测准确度。经仿真分析，验证了该概率负荷模型在充电负荷建模上的合理性，以及改进灰色模型在提高预测效果上的有效性。 然后，鉴于电动汽车充电行为具有随机性的特点，对其无序充电给电网及其接纳能力所造成的影响进行了分析。考虑到不同季节的负荷差异，设置了在夏冬两季具有不同电动汽车渗透率的12种充电场景，并基于IEEE33节点配电网系统，对不同场景之间的系统负荷、网络损耗和电压偏移进行了分析。此外，还分析了在3种不同电动汽车接入模式下电网对电动汽车的接纳能力。仿真结果表明，电动汽车无序充电将增加系统损耗，降低电网的运行电压和对电动汽车的接纳能力。 最后，针对在分时电价策略中难以界定峰谷时段边界点的问题，提出了一种基于模糊聚类的负荷时段划分方法。该方法基于模糊聚类的思想，在常用隶属度指标的基础上引入了时段负荷变化率，进而对负荷时段进行了划分。分时电价策略的优劣除了与负荷时段的正确划分有关以外，还与电价的合理设置相关。针对普通分时电价难以充分挖掘电动汽车需求响应潜力的问题，本文将经济学理论中的需求价格关系引入到充电策略中，提出了一种基于最优分时电价需求响应的电动汽车充电策略，并利用改进的遗传算法对优化模型进行求解。仿真结果表明，所提出的最优分时电价策略能够有效提升电动汽车充电过程中的综合效益。 |
| 作者： | 宗恋 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 吴晖锽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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