電動(dòng)汽車儲(chǔ)能特性及其配置方法研究.pdf

1、隨著化石能源的日益枯竭及其帶來的環(huán)境問題的愈加嚴(yán)重，低碳環(huán)保的新能源形式大量接入電網(wǎng)，給電力系統(tǒng)帶來了充沛資源，但是其隨機(jī)性和波動(dòng)性也給電力系統(tǒng)供電可靠性和電能質(zhì)量帶來不利影響。電動(dòng)汽車技術(shù)的快速發(fā)展，給解決這一矛盾提供了可行的解決方案，越來越受到社會(huì)各界的關(guān)注。一方面，電動(dòng)汽車以電能作為主要的動(dòng)力能源，能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，是解決能源短缺和空氣污染問題的重要手段。另一方面，電動(dòng)汽車以動(dòng)力電池作為能量存儲(chǔ)的核心部件，潛在地給電力系統(tǒng)提供了大量

2、儲(chǔ)能設(shè)備。有效利用電動(dòng)汽車儲(chǔ)能形式，既能夠作為可再生能源運(yùn)行過程中的能量緩沖，又無需高昂的儲(chǔ)能裝置投資，具有廣闊的發(fā)展前景。
　　本文圍繞電動(dòng)汽車儲(chǔ)能特性展開研究，主要內(nèi)容可分為三大主題。首先是電動(dòng)汽車充放電負(fù)荷預(yù)測，基于蒙特卡洛等方法進(jìn)行了多層次的預(yù)測工作;其次是可調(diào)度容量評估，創(chuàng)新性地引入了接入概率的概念，對電動(dòng)汽車充、放電可調(diào)度功率和能量分別進(jìn)行了定義和評估;最后是電動(dòng)汽車儲(chǔ)能的配置方法，提出了分別用于削峰填谷和功率平滑的配

3、置方案。具體開展的工作總結(jié)如下:
　　1.綜述了各類型電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的原理，并對其各自性能進(jìn)行了對比;介紹了目前電動(dòng)汽車動(dòng)力電池成組應(yīng)用的運(yùn)行參數(shù)及其充電模式。對各類型電動(dòng)汽車的時(shí)空特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并建立概率模型對時(shí)空特性進(jìn)行描述，為后續(xù)電動(dòng)汽車的研究提供了仿真基礎(chǔ)。簡要闡述了V2G技術(shù)的基本概念和實(shí)現(xiàn)方式，并進(jìn)一步解釋了本論文電動(dòng)汽車儲(chǔ)能的構(gòu)建方式。
　　2.提出了基于Logistic曲線擬合的汽車保有量預(yù)測方法，

4、并創(chuàng)新性地使用最小一乘法對曲線擬合法進(jìn)行改進(jìn)，避免了偏離數(shù)據(jù)對預(yù)測結(jié)果的影響。在此基礎(chǔ)上，使用蒙特卡洛模擬法建立了電動(dòng)汽車運(yùn)行場景，對智能小區(qū)夏季和冬季的充電負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果給出了小區(qū)配電變壓器的升級方案。然后又繼續(xù)對典型城市快速充電負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測，分析了快速充電在電量增長和峰谷差方面對電網(wǎng)的影響。最后對電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的放電特性進(jìn)行了分析。
　　3.借鑒電力系統(tǒng)可靠性的理論，創(chuàng)新性地提出了電動(dòng)汽車接入概率這一概念，

5、使得個(gè)體具有強(qiáng)不確定性的電動(dòng)汽車在群體接入狀態(tài)上呈現(xiàn)出規(guī)律性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步定義了電動(dòng)汽車可調(diào)度充放電容量的概念，基于概率論提出了用于評估各類型電動(dòng)汽車可調(diào)度充、放電功率和能量的概率模型。算例構(gòu)造的仿真場景的模擬結(jié)果，表明了電動(dòng)汽車確實(shí)具有一定的可調(diào)度潛力，有助于電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的規(guī)劃配置和實(shí)時(shí)調(diào)度。另外還進(jìn)一步深入研究了需求側(cè)管理對可調(diào)度容量的影響。
　　4.以電動(dòng)汽車充放電狀態(tài)對負(fù)荷曲線的影響為切入點(diǎn)，深入研究了電動(dòng)汽

6、車參與電網(wǎng)削峰填谷的原理，創(chuàng)新性地給出了單時(shí)段和相鄰時(shí)段削峰填谷過程的機(jī)理描述，并提出和分析了可能存在的削峰失敗的問題。根據(jù)削峰填谷原理的分析結(jié)果，提出了以降低電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差為目標(biāo)函數(shù)的電動(dòng)汽車配置方法。該方法使用截線面積法來確定削峰填谷的需求，在保證電動(dòng)汽車自身充電需求的前提下，配置足夠削峰填谷能力的電動(dòng)汽車來降低電網(wǎng)峰谷差。
　　5.借鑒傳統(tǒng)儲(chǔ)能平抑可再生能源功率波動(dòng)的配置方法并加以改進(jìn)，提出了適用于電動(dòng)汽車儲(chǔ)能的功率平滑配置