含電動(dòng)汽車(chē)及換電站的微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求不斷增長(zhǎng)，構(gòu)建穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔、安全的能源供應(yīng)體系面臨一系列重大挑戰(zhàn);機(jī)動(dòng)車(chē)保有量增長(zhǎng)迅速，尾氣成為城市大氣的主要污染源。應(yīng)對(duì)能源與環(huán)境的雙重壓力，應(yīng)積極優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革。分布式發(fā)電與電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用有助于減少石油依賴(lài)、降低環(huán)境污染、控制溫室氣體排放。如何提高電動(dòng)汽車(chē)的保有量，提高能源供給設(shè)施的利用率，同時(shí)降低可能對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的不利影響，發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)接入的優(yōu)勢(shì)，使電網(wǎng)與電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)效益最大

2、化是目前急需解決的問(wèn)題。在這樣的背景下，本文對(duì)含電動(dòng)汽車(chē)與換電站的微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究，取得一些創(chuàng)新性的研究成果。
　　 首先，介紹了電動(dòng)汽車(chē)及其能源供給的發(fā)展背景、發(fā)展現(xiàn)狀，概括了電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與智能電網(wǎng)建設(shè)間的關(guān)系以及面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。電動(dòng)汽車(chē)成本、里程、用戶(hù)體驗(yàn)等方面的問(wèn)題一定程度上可以通過(guò)加強(qiáng)能源供給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來(lái)解決。綜述了電動(dòng)汽車(chē)充放電對(duì)電力系統(tǒng)的影響、電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)優(yōu)化調(diào)度研究，概括了微網(wǎng)在利用可再生能源解決

3、電動(dòng)汽車(chē)能源供給方面的優(yōu)勢(shì)，以及優(yōu)化調(diào)度的重要意義。為避免含大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)化調(diào)度計(jì)算出現(xiàn)“維數(shù)災(zāi)”問(wèn)題，以及分布式電源與電動(dòng)汽車(chē)直接接入配電網(wǎng)可能帶來(lái)的不利影響，并考慮到國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布的指導(dǎo)意見(jiàn)，利用分層分區(qū)運(yùn)行管理結(jié)構(gòu)，考慮將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為含電動(dòng)汽車(chē)及換電站的微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。
　　 其次，在電動(dòng)汽車(chē)行駛統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了電動(dòng)汽車(chē)智能接入模式下的微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型。微網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)不同電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)需求、可再生能源功率、其

4、他負(fù)荷功率以及電動(dòng)汽車(chē)充放電過(guò)程需滿足的約束，給出包括每輛電動(dòng)汽車(chē)在內(nèi)的微網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行策略。所建立的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型可利用現(xiàn)有成熟商業(yè)軟件（如CPLEX）求解。優(yōu)化結(jié)果表明，智能接入模式下的電動(dòng)汽車(chē)作為分散式儲(chǔ)能單元，與微網(wǎng)內(nèi)集中式儲(chǔ)能元件協(xié)調(diào)配合，可發(fā)揮移峰填谷的作用，具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
　　 第三，提出了一種基于微網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)換電站運(yùn)營(yíng)模式，建立了換電站充放電模型。根據(jù)換電站內(nèi)充放電裝置和電池組的約束，考慮了含有風(fēng)

5、電、光伏、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C(jī)、柴油發(fā)電機(jī)等電源的微網(wǎng)，提出了含電動(dòng)汽車(chē)換電站的微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略，并將換電站接入模式與傳統(tǒng)儲(chǔ)能電站接入模式進(jìn)行了對(duì)比。算例表明換電站也可以發(fā)揮削峰填谷的作用，且更具經(jīng)濟(jì)性。隨后，對(duì)市場(chǎng)容量、換電池價(jià)格及可再生能源滲透率等因素對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響進(jìn)行了分析，提出的激勵(lì)指數(shù)可為換電池價(jià)格、電池租賃價(jià)格的制定提供參考。隨著可再生能源滲透率提高，電動(dòng)汽車(chē)換電站接入微網(wǎng)模式的節(jié)能減排效益將更加明顯。
　　 第四

6、，對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)重要單元，如電池儲(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車(chē)換電站、可中斷負(fù)荷等分別進(jìn)行了分析并建模，結(jié)合系統(tǒng)功率平衡、備用需求等約束，建立微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行優(yōu)化模型。優(yōu)化結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能電站，電動(dòng)汽車(chē)換電站作為儲(chǔ)能裝置，通過(guò)協(xié)調(diào)優(yōu)化，可以提高微電網(wǎng)的可再生能源接納能力，提高微電網(wǎng)可靠性，并更具經(jīng)濟(jì)性。
　　 如前所述，第二部分研究電動(dòng)汽車(chē)分散式接入微網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題，第三、四部分分別在微網(wǎng)并網(wǎng)、孤島運(yùn)行方式下，研究采用集中換電方式的優(yōu)

7、化調(diào)度問(wèn)題，由于問(wèn)題側(cè)重于經(jīng)濟(jì)性、可行性的分析，所以對(duì)可再生能源功率、負(fù)荷等采用典型日曲線來(lái)描述，沒(méi)有考慮不確定性。
　　 第五，在微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行方式下，同時(shí)考慮電動(dòng)汽車(chē)分散式充放電和集中換電站模式，針對(duì)風(fēng)電、光伏、負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)充放電功率等多種不確定因素，在預(yù)測(cè)值與概率分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基礎(chǔ)上，應(yīng)用區(qū)間系數(shù)規(guī)劃與機(jī)會(huì)約束規(guī)劃建立了考慮電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源和換電站的微網(wǎng)隨機(jī)調(diào)度模型，推導(dǎo)出隨機(jī)變量線性組合的分布函數(shù)，并將含不確定性因素