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多场景电动汽车虚拟储能应用研究

【摘要】:随着环境问题日益突出,电动汽车保有量逐年增加。大量电动汽车的无序充电不利于电网的稳定性。同时电动汽车闲置时间较长,将处于闲置状态的电动汽车作为储能参与电力系统辅助服务可以充分发挥电动汽车动力电池的储能作用,提升电网的稳定性,同时为电网和车主带来一定的经济利益。目前多数国家已开展电动汽车虚拟储能的研究。但是,如何建立多维度的电动汽车虚拟储能可用容量预测模型、根据预测结果对电动汽车虚拟储能参与辅助服务以及对其运营模式研究,是目前尚未妥善解决的问题。所以研究电动汽车虚拟储能在多场景中的应用具有重要的意义。本文针对电动汽车虚拟储能在多场景中的应用进行研究,建立了不同场景下电动汽车虚拟储能参与辅助服务的优化调度模型,主要研究内容如下:首先,针对电动汽车虚拟储能可用容量预测方法进行研究,提出了基于马尔可夫链的电动汽车虚拟储能可用容量预测方法。基于马尔科夫链理论在一天中24个时间段,对不同地点的电动汽车数量进行预测。并结合电动汽车日行驶里程、行驶耗电量、可调度容量阈值和电动汽车效率等,建立电动汽车虚拟储能可调度数量和可调度功率的数学模型,为电动汽车虚拟储能参与电力系统辅助服务提供数据支撑。其次,针对电动汽车虚拟储能参与电网辅助调峰的控制策略进行研究,提出基于粒子群优化算法的电动汽车虚拟储能参与电网辅助调峰优化调度模型。以负荷波动最小为目标,综合考虑电动汽车日行驶里程和出行结束时间等约束条件,建立了基于电动汽车虚拟储能参与电网调峰的优化控制模型,分别利用遗传算法、粒子群算法和鱼群算法对模型进行求解。然后,针对电动汽车-超级电容器混合系统跟踪光伏计划出力控制策略进行研究。首先提出基于主成分分析的PSO-BP光伏出力预测模型,计算得到混合储能系统所需承担功率。采用集合经验模态分解法来初步对混合储能系统进行能量分配,然后提出以跟踪偏差最小和两种类型储能互相补偿最小为目标的出力优化模型,并采用NSGA-Ⅲ算法对模型进行求解,以对混合储能系统进行合理的能量分配。最后,针对电动汽车虚拟储能的运营模式进行研究,首先提出并分析用户自投资模式和第三方投资两种不同的运营模式,然后建立以电网为主导的电动汽车虚拟储能数学模型,并通过实例对比两种电动汽车虚拟储能运营模式,对实际的投资与决策具有一定的参考价值。

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