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原文传递计及电动汽车的光伏发电系统碳减排研究

论文题名：	计及电动汽车的光伏发电系统碳减排研究
关键词：	电动汽车;光伏发电系统;碳减排;有序无序充电
摘要：	光伏发电系统和电动汽车是城市碳中和碳达峰目标实现过程中的重要环节，也是资源与环境领域实现低碳目标的重要手段。目前我国城市大部分地区电网端发电和城市居民用车仍然以燃煤发电和传统燃油汽车为主，为了提高城市碳减排过程的效率，本文提出一种城市光伏发电系统与电动汽车相结合的运行模式，通过对光伏发电系统、电动汽车、传统燃油汽车以及煤电链的生命周期碳排放计算来验证光伏发电系统和电动汽车在碳减排过程中的低碳优越性。同时通过设定工业园区进行仿真模拟，验证了光伏发电系统在季节天气变化的不确定性下以及在电动汽车有序无序充电的情况下光伏发电结合电动汽车模式碳减排的有效性。　　本文首先分析了光伏发电系统、电动汽车、燃油车以及燃煤发电的生命周期碳排放流程并建立了相关的生命周期碳排放模型，随后通过模型构建了光伏发电系统生产环节—制造环节—报废环节、电动汽车与传统燃油汽车材料生产制造—燃料开采使用—汽车报废回收以及燃煤发电生产环节—燃烧环节生命周期碳排放清单并进行了生命周期碳排放的计算，并为后文仿真分析奠定基础。　　为进一步探究计及电动汽车的光伏发电系统的碳减排有效性，本文在设定工业园区内，考虑季节变化和天气变化两种对光伏发电系统发电效率影响较大的外在气象变化情况，结合一定数量的电动汽车在园区内进行了系统碳排放仿真模拟，分析不同季节和不同天气变化情况下对光伏发电系统减碳能力的影响。本文首先　　收集分析长春市2021年天气数据，对全年天气变化情况和光伏发电系统发电能力进行了近似处理，在此基础上对春夏秋冬四季下的晴天、多云以及雨(雪)天进行了考虑电动汽车的光伏发电系统碳排放数值模拟。研究表明，雨(雪)天气条件下光伏发电系统的减碳效果受到极大影响，但是在其他天气条件下依然能起到较好的减碳效果。　　电动汽车在光伏发电系统结合电动汽车模式中也能起到重要的碳减排作用。本文在设定工业园区内，考虑电动汽车有序充电与无序充电两种情况，结合光伏发电系统进行了系统碳减排的模拟，分析了电动汽车有序充电与无序充电下碳减排的作用以及对电网端平抑波动的影响。本文在电动汽车有序无序充电模型及考虑电动汽车的光伏发电系统碳减排模型的基础上设定50辆电动汽车，250的种群数量以及最大为300次的迭代次数，运用多目标粒子群算法进行了电动汽车有序充电与无序充电下的光伏发电系统的碳排放和系统负荷仿真。研究表明，进行碳排放换算后，电动汽车有序充电下单位公里碳排放量可达到0.185kg/(kW·h)，无序充电场景下可达到0.192kg/(kW·h)。　　综合研究表明，计及电动汽车的光伏发电系统碳减排能力较为优秀，能够在城市脱碳和资源与环境领域低碳进程中发挥重要作用。在季节天气变化情况下光伏发电系统结合电动汽车模式仍然可以起到较好的碳减排效果，若能采用电动汽车有序充电模式，则在该模式下能够起到更好的碳减排效果。
作者：	孙闻远
专业：	资源与环境
导师：	贺金鑫;关维琦
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2023