具有储能系统的快速充电站优化能量管理策略研究

快速充电站的建设与发展被各国视为发展和普及电动汽车最重要的措施之一但是由于充电负荷本身具有间歇性与不确定性,所以,发展具有储能系统的快速充电站逐渐成为新的研究热点和方向。因此,本文以具有储能系统的快速充电站为研究对象,具体研究了利用储能系统对快速充电站负荷进行实时优化的能量管理策略。其研究步骤如下：(1)对快速充电站的实际负荷特性进行研究。根据快速充电站的负荷特点制定了以降低充电站负荷方差为目标的负荷优化策略,经过实时仿真发现虽然该策略可以改善充电站负荷特性,但是该策略不仅没要考虑充电站运营的经济效益,而且在实时性方面仍有待提高。(2)考虑充电站运营的经济效益等因素,对充电站的储能容量与负荷波动削减百分比、购电成本减少百分比之间的关系进行研究。从充电站的建设投资、运营升级等经济性角度出发,考虑了充电站储能容量与基本容量费、扩容费用之间的关系,并最终明确了储能系统在快速充电站中的应用思路,提出了快速充电站负荷优化能量管理策略应该以平抑负荷波动为主,兼顾降低购电成本的原则。(3)根据该原则提出建立最优计划负荷偏差带并进行实时跟踪的优化策略。该实时优化策略具体包括不考虑储能裕量的充电站负荷即时平抑策略、考虑储能裕量的充电站负荷即时平抑策略及其改进策略、考虑储能放电深度的充电站滚动优化策略。在研究以上策略时分别建立了相应的数学模型,研究了相关优化算法,并绘制了具体的策略流程图。为了对所提出的策略进行初步理论论证,对以上策略进行MATLAB编程仿真,并从充电站负荷曲线、储能电量状态两个角度出发,建立了不同的评价分析指标,通过评价与分析,从中选择出实时性、抗干扰性较好的负荷优化管理策略。(4)为了验证所提出策略的实时性与有效性,基于选择出的负荷实时优化管理策略,进一步设计了有关实验及其具体步骤,并以智能微电网中心作为实验平台完成了实验。为了检查策略对储能寿命的影响,又将实验结果同以降低充电站负荷方差为目标的负荷优化策略得到的仿真结果进行比较。最后结果表明,这些策略具有良好的实时性与有效性,并在一定程度上可以降低储能系统电量的波动范围和充放电深度,有利于延长储能系统的寿命并减小充电站储能容量的再配置。