配电系统中电动汽车与风电的协同调度算法研究

【摘要】：风力发电作为可再生能源的主力,正在受到越来越多国家的关注。风电功率输出具有波动性和随机性,大规模风电的接入将会给电网的调度与控制带来难度,有时为保证电网的安全运行不免会有“弃风”行为。电动汽车的发展近年来受到很多国家的高度重视,规模化发展会对电网负荷特性产生影响。电动汽车作为分散式的大容量储能设备,如果对其充放电行为进行优化调度,通过电动汽车、风电以及常规负荷之间的协调,不仅可以起到增加风电消纳的作用,而且还可以拉平电网的等效负荷,提高电网运行的安全性与经济性。可以预见,未来将有大量的电动汽车接入到电网。在这种情况下如果依旧采用传统的直接调度方式可能会存在“维数灾”的问题。另外一种可行思路,即调度策略通过电价来体现,电动汽车用户基于电价激励自动响应调度。基于上述背景,本文提出了一种计及风电接入和车主互动意愿的两实时电价优化调度策略,两实时电价具体包括：日前电价和实时电价。论文主要对电动汽车日前电价以及电动汽车实时电价的计算方法进行了研究,具体研究内容包括：(1)电动汽车充电站负荷建模。电动汽车充电站的负荷建模是实现整个调度策略的重要环节,本文采用概率分布的方式对影响电动汽车充电站负荷的参数进行描述,并且以小区充电站为例,采用蒙特卡罗法对充电站的充电负荷进行了模拟。(2)电动汽车日前电价计算方法。首先,建立了考虑机组组合和电动汽车V2G直接成本的电动汽车日前电价计算模型；然后,将优化模型等效为机组组合模型,采用自适应遗传算法进行求解。(3)电动汽车实时电价计算方法。由于电动汽车的充电功率由充电桩控制,并且该装置不同于发电机(无转子惯性效应),所以具有较快的功率调节速度。因此,本文考虑由电动汽车和发电机组共同承担补偿风电功率预测误差的任务。首先,建立了以电力公司运营经济性最优为目标的数学模型,并且将电动汽车用户的互动意愿率纳入考虑；然后,采用优化算法逐个时段修正电动汽车的充电功率以及各发电机组的有功出力；最后,通过对日前电价进行修正形成实时电价的方式,间接地向电动汽车用户支付相应的服务费用。(4)仿真算例。本文搭建了风电装机容量占总装机容量7.69%情况下的IEEE-30节点区域电网仿真模型,通过算例仿真验证所提出的电动汽车与风电的协同调度策略是否能够降低风电功率波动对电力系统的影响,以及提高电网运行的经济性。 【关键词】：电动汽车 互动意愿 V2G 协同调度 日前电价 实时电价
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 论文研究背景与意义9-13
• 1.1.1 国内外电动汽车发展现状10-11
• 1.1.2 国内外风电发展现状11-13
• 1.2 电动汽车与风电协同调度研究现状13-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第二章 电动汽车与风电协同优化调度策略总体框架17-25
• 2.1 电动汽车与风电协同优化调度策略总体框架17-18
• 2.2 电动汽车充电站的分类18
• 2.3 电动汽车充电站负荷模型及其计算方法18-24
• 2.3.1 单辆电动汽车充电简化模型19-20
• 2.3.2 电动汽车充电站负荷计算模型20
• 2.3.3 基于蒙特卡罗模拟的电动汽车充电站负荷计算20-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 电动汽车与风电的日前协同调度策略研究25-37
• 3.1 电动汽车最优日前电价计算模型25-28
• 3.1.1 目标函数26
• 3.1.2 约束条件26-28
• 3.2 电动汽车最优日前电价计算模型转换28
• 3.3 自适应遗传算法求解优化模型28-34
• 3.3.1 自适应遗传算法求解优化模型29-33
• 3.3.2 电动汽车日前电价计算33-34
• 3.4 本章小结34-37
• 第四章 电动汽车与风电的实时协同调度策略研究37-45
• 4.1 电动汽车互动概率38-39
• 4.2 电动汽车最优实时电价计算方法39-42
• 4.2.1 电动汽车实时电价计算模型39-41
• 4.2.2 电动汽车提供旋转备用服务的费用模型转换41-42
• 4.3 电动汽车实时电价模型求解方法42-44
• 4.3.1 等耗量微增率准则42-43
• 4.3.2 基于等耗量微增率准则求解电动汽车实时电价模型43
• 4.3.3 电动汽车实时电价计算方法43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 区域配网中电动汽车与风电的协同调度算例仿真45-55
• 5.1 区域配网中电动汽车与风电的协同调度算例建模45-46
• 5.2 区域配网中电动汽车与风电的协同调度算例分析46-53
• 5.2.1 日前电价46-49
• 5.2.2 实时电价49-53
• 5.3 本章小结53-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-63
• 研究生期间取得的成果和参与的项目63

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