智能电网环境下的电动汽车与新能源协同交易模式研究

【摘要】：随着化石燃料的逐渐枯竭和环境问题的日益严峻,节能减排和减少对化石燃料的依赖已成为政府和社会各界的共识。由于电动汽车在减少环境污染和温室气体排放方面的巨大潜力,其保有量将很可能在未来几年大幅增加。如此大量的电动汽车充电负荷将给电力系统的规划和运行带来不可忽视的影响,因此,研究如何合理引导大量电动汽车的充电行为,使其向着有利于电网运行的方向发展具有极其重要的意义。本文从电动汽车及其充电方式的基本概念出发,分析了集中调度模式在理论上的瓶颈,指出大量电动汽车入网充电应采用引导调度模式。之后,提出了基于动态电价的电动汽车智能充电模式和基于负荷率的实时电价体系,并在此基础上凭借智能电网高效的通信能力构建了电动汽车与新能源协同交易模式。具体内容如下:详细分析了影响电动汽车充电负荷的主要因素,介绍了目前提出的四种电动汽车充(换)电模式。通过对数学模型进行详细分析,说明了大量电动汽车集中调度模式在优化问题的求解和通信控制方面存在着瓶颈,并提出大量电动汽车的入网充电应通过市场、价格以及技术等手段相结合的引导调度模式。通过对电动汽车电池特性、价格信号和用户驾驶习惯等因素的分析,建立了基于动态电价的电动汽车智能充电模式的数学模型,并对模型进行了一系列处理,使其易于求解。仿真结果表明了该模式能够在获知用户充电需求的情况下为用户安排充电费用最低的充电计划,提高了用户对电价的响应程度。对分段竞价的电力市场进行了详细阐述,并指出现有电价体系很难有效引导大量电动汽车的充电行为,因此,在分段竞价的市场环境下建立了基于负荷率的实时电价,并介绍了整个电价的形成过程。考虑到电动汽车充电行为与可再生能源、电网负荷之间的相关性和互补性,凭借智能电网高效的通信能力,建立了电动汽车与新能源协同交易模式。该模式在考虑了如何引导电动汽车充电负荷平抑电网峰谷差的同时,基于对新能源未来出力的预测,利用电动汽车充电负荷提高了电网消纳新能源的能力。 【关键词】：电动汽车 智能充电模式 基于负荷率的实时电价 新能源 协同交易模式
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72;TM76
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题背景与意义10-12
• 1.2 相关课题国内外研究现状12-14
• 1.3 本文主要工作14-17
• 第二章 电动汽车及其充电方式的基本理论17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 影响电动汽车充电负荷的因素17-22
• 2.2.1 电动汽车的数量17-18
• 2.2.2 电动汽车的类型18
• 2.2.3 电动汽车日行驶里程18-19
• 2.2.4 电动汽车的充电时间19-20
• 2.2.5 电动汽车的充电方式20-21
• 2.2.6 电动汽车的电池特性21-22
• 2.3 影响电动汽车发展的政策及技术分析22-24
• 2.3.1 政策层面分析22-23
• 2.3.2 技术层面分析23-24
• 2.4 电动汽车充（换）电模式24-25
• 2.4.1 单向无序的VOG模式24
• 2.4.2 单向有序的TC和V1G模式24-25
• 2.4.3 双向有序的V2G模式25
• 2.4.4 换电模式25
• 2.5 大量电动汽车充电调度模式25-28
• 2.5.1 集中调度模式26-27
• 2.5.2 引导调度模式27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 基于动态电价的电动汽车智能充电模式29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 问题描述29-30
• 3.3 模型描述30-32
• 3.3.1 目标函数30-31
• 3.3.2 约束条件31-32
• 3.3.3 模型离散化32
• 3.4 模型的改进32-35
• 3.4.1 改进模型的目标函数32-34
• 3.4.2 改进模型的约束条件34-35
• 3.4.3 模型的算法流程35
• 3.5 模型算例35-36
• 3.6 本章小结36-39
• 第四章 分段竞价环境下基于负荷率的实时电价39-51
• 4.1 引言39
• 4.2 分段竞价的电力市场39-44
• 4.2.1 分段竞价的市场运作方式41-43
• 4.2.2 分段竞价的特点43-44
• 4.3 基于负荷率的实时电价44-50
• 4.3.1 问题描述44-45
• 4.3.2 电价机制介绍45-46
• 4.3.4 电价的形成过程46-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 电动汽车与新能源协同交易模式51-75
• 5.1 引言51-52
• 5.2 风电模型52-53
• 5.3 交易模式整体框架53-56
• 5.3.1 模式的简介54
• 5.3.2 模式的流程54-56
• 5.4 场景分析56-74
• 5.4.1 场景描述56-58
• 5.4.2 仿真结果58-73
• 5.4.3 结果分析73-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 全文总结75-76
• 6.2 未来工作展望76-77
• 参考文献77-81
• 附录A81-83
• 附录B83-86
• 附录C86-88
• 致谢88-89
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文89-91

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