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基于虚拟分区的电动汽车优化调度研究
| 论文题名： | 基于虚拟分区的电动汽车优化调度研究 |
| 关键词： | 虚拟分区;电动汽车;优化调度;配电网;负荷曲线 |
| 摘要： | 发展电动汽车是解决环境恶化和资源的枯竭等问题、实现社会经济可持续发展的有效手段。对于配电网，电动汽车（Electric Vehicles;EVs）既是电源又是负荷，当EVs放电时，可以视为配电网的分布式电源；当EVs充电时，可以视为配电网的负荷。大规模EVs的无序充放电行为将会增加配电网负荷曲线的峰谷差；而EVs充放电行为的可调特性，又为配电网负荷曲线的削峰填谷提供了新的方法。为此，分析大规模EVs无序充放电行为对配电网负荷曲线的影响，以及通过制定EVs的充放电行为的调度策略来实现配电网负荷曲线的削峰填谷具有非常重要的意义。 为了研究配电网中EVs的充放电特性，建立了EVs电池模型以反映开路电压、电池荷电状态和电池电流的关系；建立了逆变器模型以刻画电池注入配电网的有功、无功和电池电压、电流的关系。然后，根据EVs日行驶里程、最后返回时刻分别服从对数正态分布和正态分布的特性，采用蒙特卡罗抽样法，分析了配电网中EVs的充电负荷、放电容量、综合特性及其对配电网日负荷曲线的影响。算例分析表明了大规模EVs无序充放电行为会增加配电网的峰谷差。 接入配电网的EVs具有数量规模大、单台可调度容量小、接入位置分散的特点，不利于对其进行统一调度。为了使属性相似的EVs能够以类为单位进行调度，需要对电动汽车进行虚拟分区。以EVs的可调度容量和接入位置为分区指标，采用基于尺度空间的层次聚类算法进行分区，实现了将属性相似的EVs分在同一个区。算例分析表明了基于尺度空间的聚类算法能够有效实现EVs的虚拟分区。 为了最大程度的缩小配电网负荷曲线的峰谷差，引入了对电动汽车进行分层分区调度的理念，构建了基于EVs虚拟分区的双层优化调度模型。上层模型以系统总负荷水平方差最小为目标函数，下层模型以各代理商实际调度结果与上层调度计划偏差最小为目标函数。上层模型属于非线性规划问题，采用基于ELM(Extreme Learning Machine;ELM)的改进遗传算法进行求解；下层模型属于大规模整数规划问题，采用分支定界法进行求解。算例分析表明了基于ELM的改进遗传算法收敛速度快，能够快速求解上层模型；且基于EVs虚拟分区的双层优化调度模型能有效平抑峰谷负荷。 |
| 作者： | 杨思斯 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李欣然;刘多学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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