计及电动汽车充电负荷的微电网能量优化调度研究

随着社会经济的不断发展,能源紧缺和环境污染问题日益严重,实现发电侧的清洁能源替代和用电侧的电能替代具有重大而迫切的现实意义。微网由于可以解决大电网与分布式电源的融合问题,实现多能互补,因此是清洁能源替代的重要途径。而随着交通电气化,未来电动汽车(ElectricVehicle,EV)在电能替代方面具有很大的潜力。因此,十分有必要研究微网的运行优化及电动汽车的接入对微网优化调度的影响。本文首先详细分析了微网中常见分布式电源的工作原理及运行特性,并通过分析电动汽车的行驶特性,在考虑电动汽车动力电池荷电状态约束及峰谷电价的基础上,采用蒙特卡洛仿真方法分别建立了电动汽车无序充电和有序充放电时的负荷模型。然后分别建立了含电动汽车的微网在并网和孤岛两种运行模式下的经济优化模型,提出了运行成本最低、污染治理成本最小和综合成本最低的多目标优化函数。分析介绍了天牛须搜索(Beetle Antennae Search,BAS)算法,针对其全局搜索能力较弱,容易出现早熟现象的问题,在其基础上设计了改进的天牛须搜索算法。最后根据微网的不同运行模式及电动汽车的不同入网方式制定了 4种含电动汽车的微网运行控制策略。采用改进的天牛须搜索算法对经济优化模型进行了求解,通过算例仿真,分析对比了微网在不同运行控制策略、不同优化目标及不同权重系数下的调度方案,并对电动汽车的需求侧响应进行了分析。仿真结果表明:电动汽车采用有序充放电入网方式,不仅有益于微网的“削峰填谷”、减小负荷波动,还可提高微网运行经济性,降低电动汽车车主用电成本;同时,仿真结果表明微网运行于并网模式比运行于孤岛模式时更具经济性。