車輛入智能電網系統充饋電資源管理機制研究.pdf

1、電動汽車作為一種低碳環(huán)保的交通工具，其推廣和使用受到了相關業(yè)界的高度關注。能否為電動汽車提供高效便利的充電服務，成為制約電動汽車全面應用的關鍵。車輛入電網（Vehicle to Grid，V2G）系統可以在先進的信息技術和控制技術的支持下，使電動汽車根據其自身能量需求和電網負荷狀態(tài)，實施電能在車輛與電網之間的動態(tài)雙向流動，避免大規(guī)模電動汽車接入電網帶來的電網重負載，并為電動汽車用戶提供費用低廉、靈活便利的充電服務。因此，V2G系統成為維

2、護智能電網供需動態(tài)平衡，以及提升電動車輛充電效率的關鍵。
　　在V2G系統中，電動汽車與電網實體在調度指令的控制下實施電能交換。信息傳輸處理資源與能量資源的協同機制將會深刻的影響車輛充饋電過程的效率，但是現有研究尚未對該機制進行深入探討。本論文將在深入分析信息通信、數據處理和能量調度三者關系與作用機理的前提下，提出V2G信息傳輸與處理平臺，為電網信息的高效傳輸和車輛的充饋電控制提供技術支撐。作為V2G信息傳輸系統的一種典型應用，電

3、動車隊可在調度指令的控制下從充電站獲取電能補充。車隊充電的整體達到性，為充電站的充電調度機制設計帶來了新的挑戰(zhàn)。如何在保證車隊充電服務質量的前提下，提升充電效率是一個新的課題。不僅如此，在V2G信息系統的支持下，將傳統充電站功能進行拓展，實現無電網電能供給環(huán)境中，利用車輛間的直接電能交互方式進行車輛充電，也是V2G系統中能量資源管理的重要研究問題。綜上，本學位論文以V2G系統充饋電應用中的信息資源和能量資源為研究對象，研究了信息傳輸技術

4、、計算與傳輸協同的信息處理策略、電動汽車車隊充電控制機制和車輛間電能直接交互機制等關鍵問題。
　　本論文首先提出V2G信息無線傳輸系統架構，作為后續(xù)電動汽車充饋電控制信令的通信基礎。該傳輸系統通過引入認知無線電技術，提升了頻譜使用效率并增強了通信的抗干擾能力。針對行駛電動汽車利用V2G信息傳輸系統向充電站傳輸充電預約信息場景，本論文在分析車輛移動特征、信息正確傳輸率以及車輛充電收益等因素內在聯系的基礎上，提出了最大化車輛充電收益的

5、多車輛協同頻譜檢測算法。極端惡劣的通信環(huán)境可能會對電網信息正確傳輸以及電網正常運營調度產生嚴重影響。本論文建立了不可靠通信與電網需求響應管理收益的關系模型，并提出了基于共享新能源電能存儲的多區(qū)域電量協同調度機制，有效降低了不可靠通信對電網運營的不利影響。
　　本論文對V2G信息傳輸系統的功能進行了擴展，通過在其關鍵信息節(jié)點上增加計算服務器的方式，增強了系統的計算和信息處理能力，提出了V2G計算傳輸平臺概念。為了解決大規(guī)模電網信息實

6、時傳輸需求與有限的無線通信資源之間的矛盾，本論文將電動汽車作為信息的承載和傳輸實體，并利用V2G計算傳輸平臺的信息處理能力對數據進行匯聚壓縮。通過將車載傳輸和無線傳輸等異構通信方式與數據處理技術相結合，設計了最小化充電站信息投遞開銷的電網信息處理與投遞優(yōu)化算法。此外，本論文還將V2G計算傳輸平臺的計算資源應用于對車輛應用任務的卸載和計算服務中，提出了最大化邊緣計算服務提供者收益的車輛計算任務卸載策略。
　　在V2G信息傳輸系統的通

7、信支持下，本論文針對電動汽車車隊充電調度策略問題展開了研究?；诔潆娷囮牭呐窟_到特性，建立了充電站的車隊充電服務排隊模型。在區(qū)分車隊充電需求特征類型的基礎上，本論文采用合同理論，對不同類型車隊設計了具有選擇激勵機制的充電功率分配方案。此外，本論文還將充電服務質量和新能源電能動態(tài)變化特性引入充電控制策略設計過程中，提出了在滿足充電服務損失率約束條件下，最大化充電站收益的充電功率分配和車隊準入控制聯合優(yōu)化機制。
　　針對無電網支持條

8、件下的電動汽車充電需求，本論文對傳統充電站功能進行了延伸，提出了一種由電能交換站、新能源發(fā)電裝置及鄰近區(qū)域饋電車輛共同組成的車-車能量云架構?；谠撃芰吭?，充電車輛可直接從饋電車輛獲取所需電能。根據饋電車輛的不同特征，本論文定義了饋電需求度指標并對饋電車輛進行了分類。針對充饋電能供需關系的動態(tài)可變性特征，本論文求得了電能交換站最佳購電量，并在分析不同類型饋電車輛對交換站收益貢獻度差異性的基礎上，基于合同理論提出了區(qū)分饋電車輛類型優(yōu)先級的