电动汽车与电网互动技术的研究

随着电动汽车数量的快速增加和充放电技术的成熟，一方面，电动汽车接入电网充电会对电网安全稳定运行产生不可忽视的影响；另一方面，V2G（Vehicle-to-Grid）技术的发展又为智能电网的推广带来一些机遇。如何对电动汽车充放电行为进行合理地调度和控制，并对电网产生积极影响，是一个值得研究的课题。本文根据电动汽车充放电行为特性，构建电动汽车充放电调度模型，探讨了基于电网峰谷分时电价引导下的充放电行为对电网产生的影响。 本文首先对电动汽车发展对电网的影响进行了初步探讨，包括大规模电动汽车入网对电网的不利影响和电动汽车作为储能单元对电网的积极影响。介绍了V2G系统的发展过程及其组成部分，分析了V2G的运营和管理模式，本文采用集中V2G运营模式对电动汽车充放电行为进行管理和调度。根据国家对充电设施负荷等级的划分及供电电源的要求，提出了三种具有V2G功能的电动汽车充电设施规划方案。 其次，本文提出以对电网负荷进行削峰填谷为目标，重点针对小型私有电动汽车的功率需求，并考虑了电动汽车充放电功率、电池容量、电池荷电状态等约束条件，建立了一天内电动汽车参与电网调峰的模型，并用粒子群算法优化调度策略，实现了电动汽车参与电网调峰的功能，通过实际算例，仿真验证了电动汽车参与电网调峰的有效性。 最后，根据美国交通部门对美国私家车使用的研究结果，得出用户日行驶里程和用户充电时刻的概率模型，基于电网峰谷分时电价和相关假设的基础上，建立了电动汽车无序充放电模型和峰谷电价引导后的充放电模型，考虑到峰谷电价响应程度，采用蒙特卡洛法模拟电动汽车充放电日负荷功率曲线，根据原始电网负荷，得出考虑电动汽车充放电影响的电网实际负荷。在上述基础上，建立以电网负荷峰谷差最小为目标的电网峰谷电价时段优化模型，并使用遗传算法进行求解，通过实际算例验证了模型的正确性。