电动汽车充电负荷不确定性及有序充电研究

发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径,我国把电动汽车列为战略性新兴产业,大力推进其产业化应用。根据我国《电动汽车科技发展“十二五,,专项规划》,2015年我国电动汽车保有量有望达到50-100万辆,动力电池产能约达100亿瓦时,将为电力系统增加大量的负荷,在无管理状态模式下,可能带来严重的不利影响,甚至还会影响到充电负荷需求的满足·为此,需要研究规模化电动汽车充电负荷特性,并提出有序充电策略减少其不利影响。 首先,本文考虑用户充电行为的不确定性分析,结合北京清华科技园区电动汽车车载终端实测数据,选取充电起始时间和充电持续时间作为影响充电负荷时间分布的关键因素,基于古典概率模型建立电动汽车充电负荷的时间分布模型。在空间分布上,对充电负荷区域进行划分,并与时间分布模型结合,建立电动汽车充电负荷的时空分布综合模型。仿真结果表明,该模型能反映电动汽车的实际使用情况,计算效率高,具有一定的实际意义,同时也为下文研究电动汽车接入对配电网影响提供模型基础。 其次,研究了电动汽车接入对配电网的影响。基于所建立的电动汽车负荷模型,选取IEEE33节点系统,验证不同渗透率情况下,电动汽车无序充电对电网电压质量和网损造成的影响；选取北京地区夏季负荷为实例,验证不同渗透率情况下,电动汽车无序充电对电网负荷的影响。仿真结果表明,电动汽车接入点位置和渗透率高低与充电负荷对配电网的影响相关,接入点离电源节点越远、渗透率越高,充电负荷造成的影响越严重。 最后,提出了一种基于粒子群算法(Particle Swarm Algorithm, PSO)电动汽车有序充电的策略。以微电网中电动汽车为研究对象,介绍了电动汽车有序充电的基本概念和含电动汽车的微电网结构,分析了对微电网中的电动汽车进行有序充电管理的引导机制和控制结构,提出了有序充电实施架构与充电策略。通过算例计算和效益分析,说明了有序充电的必要性,并验证了该策略的有效性· 本文以分析电动汽车充电负荷不确定性及其有序充电策略为中心,提出了电动汽车充电负荷建模方法,在此基础上分析充电负荷对配电网造成的影响,并且在徽电网场景下制定了有序充电策略,为进一步全面准确的建立电动汽车负荷模型及提出更好地有序充电策略提供了参考。