电动汽车充电电价时段划分方法及有序充电策略研究

发布时间：2017-03-20 04:06

  本文关键词：电动汽车充电电价时段划分方法及有序充电策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：面对世界范围内能源危机与环境污染两大问题,电动汽车以其节能、环保的特点,将成为汽车产业未来发展的主要方向。然而电动汽车充电行为在时间和空间上具有随机性,规模化电动汽车的无序充电可能会对配电网的负荷、运行和规划造成影响。因此,对电动汽车的充电控制进行深入研究具有重要的理论和实际意义。 本文围绕基于充电分时电价的电动汽车有序充电策略控制方法进行研究,主要工作如下： (1)从电动汽车类型和充电模式两方面分析了电动汽车的充电特点；分析了规模化、带有随机性的电动汽车充电对配电网的负荷、运行和规划造成的影响以及充电设备产生的谐波对系统正常运行产生的威胁；提出了利用“削峰填谷”方法减小电动汽车充电对配电网负荷的影响,减少配电网的投资并降低线路损耗。 (2)分析了影响电动汽车负荷建模的因素,提出了从动力电池的充电特性、充电电量以及电动汽车的充电时间三个方面实现对电动汽车充电负荷的建模；利用蒙特卡洛方法对电动汽车充电行为进行模拟；利用电动汽车充电行为的统计数据和理论推理数据,以北京市某一局域配电网为例,对电动汽车无序充电进行仿真,仿真结果表明：无序充电造成局域配电网负荷峰上加峰、负荷曲线波动加剧。 (3)以负荷曲线方差最小和峰值负荷最小作为电网侧充电策略控制目标,以充电费用最小和结束充电时间最早作为用户侧充电策略控制目标,形成多目标有序充电控制策略,利用差分进化算法进行求解。有序充电仿真结果表明：有序充电策略可以分散电动汽车负荷,安排电动汽车在电价相对低的时段充电。但是峰值负荷最小和充电费用最低的目标矛盾无法协调,造成部分时段仍然出现峰上加峰的现象。 (4)通过模糊聚类算法将局域配电网负荷数据划分为峰、平、谷负荷时段,对局域配电网负荷曲线的波动特点进行辨识,以发掘更多的可充电时间,并根据用户响应度确定时段属性,完成充电电价的时段划分。算例仿真结果表明：充电电价峰平谷时段划分与局域配电网的峰平谷负荷水平保持一致；优化后的有序充电策略在满足电动汽车用户的充电需求和对电网负荷削峰填谷方面效果显著。
【关键词】：电动汽车 有序充电 分时电价 蒙特卡洛 差分算法 模糊聚类
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM910.6;U469.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 研究背景及其意义12-15
• 1.1.1 电动汽车的国内外发展现状12-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 研究现状15-18
• 1.2.1 有序充电的研究现状15-17
• 1.2.2 分时电价的研究现状17-18
• 1.3 本文的主要工作18-20
• 2 电动汽车充电对配电网的影响分析20-28
• 2.1 电动汽车充电特点20-23
• 2.1.1 电动汽车类型20-21
• 2.1.2 电动汽车充电模式21-23
• 2.2 规模化电动汽车充电对配电网的影响23-25
• 2.2.1 电动汽车负荷对配电网的影响23-24
• 2.2.2 电动汽车充电设备对配电网的影响24-25
• 2.3 减小电动汽车对配电网影响的方法25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 电动汽车充电负荷建模28-42
• 3.1 影响电动汽车负荷的因素28-30
• 3.1.1 动力电池的充电特性28-29
• 3.1.2 动力电池的充电电量29-30
• 3.1.3 电动汽车充电时间30
• 3.2 电动汽车充电负荷建模30-35
• 3.2.1 蒙特卡洛建模方法30-32
• 3.2.2 无序充电模型32-35
• 3.3 无序充电仿真算例35-40
• 3.3.1 算例设计35-39
• 3.3.2 算例结果39-40
• 3.3.3 算例分析40
• 3.4 本章小结40-42
• 4 有序充电控制策略42-56
• 4.1 有序充电控制策略42-44
• 4.1.1 充电控制目标42-44
• 4.1.2 充电约束条件44
• 4.2 差分进化算法44-52
• 4.2.1 差分进化算法概述45
• 4.2.2 差分进化算法原理与操作45-48
• 4.2.3 差分进化算法流程48-50
• 4.2.4 基于差分进化算法的有序充电策略模型50-52
• 4.3 有序充电仿真算例52-54
• 4.3.1 算例设计52
• 4.3.2 算例结果52-54
• 4.3.3 算例分析54
• 4.4 本章小结54-56
• 5 电动汽车充电电价时段划分方法56-68
• 5.1 模糊聚类算法56-60
• 5.1.1 模糊集合理论56-59
• 5.1.2 模糊聚类算法步骤59-60
• 5.2 曲线辨识调整时段划分60-61
• 5.3 用户响应调整分时电价时段属性61-62
• 5.3.1 计算用户响应度61-62
• 5.3.2 确定时段属性62
• 5.4 充电分时电价时段划分流程62-64
• 5.5 优化有序充电仿真算例64-67
• 5.5.1 算例设计64
• 5.5.2 算例结果64-66
• 5.5.3 算例分析66-67
• 5.6 本章小结67-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 未来工作展望69-70
• 参考文献70-74
• 作者简历74-78
• 学位论文数据集78

【参考文献】

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本文编号：257117