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配电网中电动汽车充/放电优化控制策略的研究
| 论文题名： | 配电网中电动汽车充/放电优化控制策略的研究 |
| 关键词： | 配电网;电动汽车;充放电行为;控制策略 |
| 摘要： | 在国内外,电动汽车的应用将成为实现节能减排的必经之路。其大规模的入网充电对电网产生不可忽略的影响,而配电网作为其接入端,影响是直接性的,威胁配电网的安全稳定运行,恶化用户的电能质量。同时,V2G(Vehicle to Grid)技术的完善成熟使得电动汽车可作为储能单元向电网送电,这也给配电网的运行带来了机遇。评估电动汽车规模化入网对配电网的影响以及研究如何协调或优化控制电动汽车的充/放电行为可以更好地应对这些挑战和机遇,削弱其对配电网带来的影响,甚至在一定程度上辅助电网的运行。本文针对未来电动汽车普遍接入居民生活配电网的情形,评估对配电网带来的影响,认为在居民负荷配变处存在一个充/放电负荷集聚体,研究制定集聚体的充、放电优化策略,分区代理商负责指导和监控所管辖配变台区下的每辆汽车的充/放电行为。 本文首先针对配电网层次电动汽车充电的随机性,考虑充电起始时间及充电时长的不确定性,建立充电负荷的概率模型以评估集聚体的充电需求,研究不受控随机充电对配电网的影响,对配网规划及运行具有一定的指导意义。 在满足集聚体充电需求的前提下,建立了一种考虑配电网网架结构的充电优化模型。计及节点电压、线路潮流、配变容量、集聚体充电功率的动态爬升约束以及充电能量平衡约束,优化集聚体的充电功率,实现系统有功网损最小的运行目标。对比不受控随机充电和有序受控充电对系统负荷曲线、节点电压、有功网损的影响,并分析了两种方式下的系统电压越限、线路重载以及配变过负荷情况。结果表明,有序受控充电有效降低了系统网损、平抑负荷波动、改善电压水平,且避免了随机充电在某些时段造成的电压质量下降、馈线重载及配变过载,提高了配网运行的经济性和安全性。 在上述模型的基础上,考虑到EVs本身可作为储能单元,参与系统的充/放电双向调度,将放电考虑到模型中,优化集聚体的充/放电功率。结果表明,在满足行使需求的前提下,实现充/放电双向优化调度可为系统带来更多的附加效益。 最后,考虑到分布式能源光伏在居民生活配电网中扮演了愈来愈重要的角色,研究了光伏在配电网中的接入位置和容量对系统的影响。对比了在IEEE-33配电网系统15号节点配变处接入不同容量光伏时,该配变的节点电压以及电动汽车集聚体的优化充、放电情况,表明光伏的接入大幅改变了原先的优化充、放电策略。 采用原-对偶内点法求解本课题的多时间断面的大规模非线性规划问题。IEEE-33、PG&E69以及一个实际的119-bus配电网系统的计算结果表明该算法具有良好的收敛性、通用性和优化效果。 |
| 作者： | 杨秀菊 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 白晓清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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