含電動(dòng)汽車的電力系統(tǒng)運(yùn)行問題研究.pdf

1、能源短缺、環(huán)境污染等問題的日益加劇,促使動(dòng)力電氣化成為未來交通行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。目前,電動(dòng)汽車的研究與推廣已經(jīng)成為各國政府、汽車制造廠商所關(guān)注的焦點(diǎn)。電動(dòng)汽車的應(yīng)用在緩解能源、環(huán)境等問題的同時(shí),將對電力系統(tǒng)的運(yùn)行與管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,其影響涉及到配電、輸電、發(fā)電以及調(diào)度通信系統(tǒng)等多個(gè)層面。鑒于此,本文以含電動(dòng)汽車的電力系統(tǒng)運(yùn)行問題作為主要研究內(nèi)容,所做工作和所取得的成果歸納如下:
　　提出利用配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)來緩解電動(dòng)汽車所帶來

2、的不利影響,以提高配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車的能力。配網(wǎng)重構(gòu)模型涉及降低有功損耗、改善電壓質(zhì)量和平衡變壓器負(fù)載等多個(gè)優(yōu)化目標(biāo),采用模糊集理論處理多目標(biāo)之間的權(quán)衡問題,并使用量子粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行求解。此外,構(gòu)建了以負(fù)荷峰谷差最小為目標(biāo)的電動(dòng)汽車協(xié)調(diào)充電模型,對比分析了不控充電模式和協(xié)調(diào)充電模式下配網(wǎng)負(fù)荷曲線的特性。算例結(jié)果表明,采用網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)可有效地緩解電動(dòng)汽車所帶來的不利影響,提高配電網(wǎng)接納電動(dòng)汽車的能力。
　　提出考慮不確定性因素的

3、配電網(wǎng)魯棒性綜合優(yōu)化模型,該模型將不確定性環(huán)境中網(wǎng)損分布標(biāo)準(zhǔn)差的越限懲罰與網(wǎng)損期望值之和作為目標(biāo)函數(shù)?？紤]的不確定性因素包括電動(dòng)汽車的出行時(shí)間、負(fù)荷功率以及配網(wǎng)中小型風(fēng)電場的有功出力,優(yōu)化手段包括網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、投切電容器以及調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器檔位。算例分析表明,所提出的配電網(wǎng)魯棒性綜合優(yōu)化模型可有效減少不可行解的產(chǎn)生,并能保障優(yōu)化方案在不確定性環(huán)境中的魯棒性。
　　分析了含電動(dòng)汽車的輸電網(wǎng)潮流的概率分布特性。以全美家用車輛調(diào)查的數(shù)據(jù)為

4、藍(lán)本,考察了首次出行時(shí)刻、返家時(shí)刻和日行駛里程3方面數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,并采用Copula函數(shù)對其相關(guān)性進(jìn)行描述。采用蒙特卡洛法計(jì)算電動(dòng)汽車充電負(fù)荷的分布,在此基礎(chǔ)上,對含有電動(dòng)汽車的輸電網(wǎng)概率潮流進(jìn)行計(jì)算與分析。算例結(jié)果表明,Copula函數(shù)可有效地?cái)M合車輛行駛數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。協(xié)調(diào)充電策略將電動(dòng)汽車的充電負(fù)荷安排在晚間負(fù)荷低谷時(shí)段,但隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的增多,該時(shí)段的充電負(fù)荷激增,部分節(jié)點(diǎn)的電壓分布以及部分線路的功率分布將產(chǎn)生顯著的變化

5、。
　　分析了電動(dòng)汽車的充、放電行為對機(jī)組組合優(yōu)化的影響。在協(xié)調(diào)充電模型的基礎(chǔ)上,對各時(shí)段電動(dòng)汽車的反向放電能力進(jìn)行估算。算例分析表明,電動(dòng)汽車的大規(guī)模接入將對電力系統(tǒng)的機(jī)組組合優(yōu)化產(chǎn)生影響,其影響主要取決于電動(dòng)汽車的充電負(fù)荷特性和電動(dòng)汽車的反向放電特性兩方面。對電動(dòng)汽車采取不同的調(diào)控方案,將使機(jī)組組合的優(yōu)化結(jié)果具有明顯的差異性。采用以負(fù)荷峰谷差最小化為目標(biāo)的協(xié)調(diào)充電方式,將使負(fù)荷曲線更加平整,機(jī)組的出力調(diào)整更為靈活,促使發(fā)電成本

6、減少。利用電動(dòng)汽車的反向放電能力為電網(wǎng)提供旋轉(zhuǎn)備用,可減少傳統(tǒng)機(jī)組的備用量,從而進(jìn)一步降低發(fā)電成本。
　　建立了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸模型,定義了數(shù)據(jù)包擁塞率并將其作為評估信息擁塞程度的指標(biāo)。模型計(jì)及了調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中信息流向的特點(diǎn),考慮了垂直信息流和隨機(jī)信息流2種典型的信息流模式。分析了具有星型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性,并通過模擬核心節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵線路遭受攻擊的場景,進(jìn)一步對比了2種結(jié)構(gòu)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在遭受攻擊時(shí)的傳輸特性變