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基于风电消纳的电动汽车充电站充电策略研究
| 论文题名： | 基于风电消纳的电动汽车充电站充电策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车充电站;风电消纳;控制策略;负荷模型 |
| 摘要： | 近年来，在能源安全和城市污染问题的推动下，电动汽车在全球范围内得到大力的发展。随着电动汽车保有量的持续增加，如何在电动汽车充电负荷与配电网之间实现安全可靠经济的运行是目前亟需解决的问题。另外，为实现2030“碳达峰”、2060“碳中和”目标，风电等可再生能源发电比例将不断提升，由于风电出力具有天然的波动性和间歇性，其对配电网规划和运行的影响也更加受到重视。而电动汽车的动力电池具有容量大、能量密度高等特性，通过对电动汽车充电负荷的统一管理，可以快速的跟随风电出力功率的波动，减少储能容量的配置，实现可再生能源的就地消纳和保证配电网的稳定经济运行。因此，考虑风电消纳的电动汽车充电站对实现电动汽车充电站风电的充分利用和减少充电负荷对电网运行带来的不利影响具有重大现实意义。 首先，根据主要可再生能源（风电和光伏）发电功率波动的特性，分析了建立电动汽车充电站与可再生能源的集成系统的可行性。以风电为例，分析了含风电系统集成结构的直流、交流和交直混合的三种电气连接形式，探索总结出含风电系统的三种充电站集成模型。在此基础上，构建了满足居民区一定电动汽车用户充电的风电充电站系统，以此实现充电负荷对风电的消纳。 其次，基于居民区电动汽车充电负荷的特点建立家用电动汽车充电站充电负荷模型。针对本文的风电充电站，在电动汽车充电场所和充电方式固定的条件下，通过对用户充电负荷影响因素的分析，得到影响家用电动汽车充电负荷的两个主要因素分别为起始充电时刻和日行驶里程。根据统计学原理，建立两个因素的概率分布，采用蒙特卡罗法对不同数量家用电动汽车的充电负荷进行预测。在此基础上，考虑充电价格可以改变用户充电时间分布，建立电动汽车用户充电价格的响应模型，作为后续研究风电充电站电动汽车有序充电的基础。 最后，提出一种基于风电消纳的电动汽车充电站充电控制策略。在综合考虑充电负荷需求和风电出力的基础上，根据风电功率波动制定动态的分时电价，建立电动汽车有序充电模型。以含电动汽车充电负荷在内的配电网负荷峰谷差最小和用户充电费用最低为优化目标，采用改进的粒子群优化算法对模型进行求解，通过与电动汽车直接接入配网充电的情形对比。结果表明：所提控制策略更加有利于风电消纳，有效降低了电动汽车充电行为对配电网的冲击，并且提高了充电用户的经济性。 |
| 作者： | 李高尚 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 段俊东;李一石 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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