面向智能楼宇的电动汽车优化调度策略研究

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近年来,电动汽车由于能够应对世界能源短缺和环境污染问题,在数量上呈现爆发式的增长。在未来城市中,大规模电动汽车会形成停驶在各楼宇周围的格局,城市楼宇成为电动汽车与电网互动的极佳场所。因此,本文从楼宇角度出发,以楼宇为电动汽车的单位组织管理形式,通过楼宇能量管理系统统一集中调度促使辖域内电动汽车有序充放电,以实现电网削峰填谷、新能源消纳与电动汽车用户的充电费用最优等目标。基于此,本文从楼宇类型、楼宇数量以及调度时段方式等多方面研究面向楼宇的电动汽车调度策略。论文主要做了以下研究工作:
  1. 建立了含电动汽车的智能楼宇微网模型。将楼宇基本负荷、电动汽车、分布式发电与储能设备综合成为楼宇微网。介绍了楼宇内“车-楼”交互关键模块。分析推导了楼宇分布式光伏与风电出力。针对不同类型楼宇,分析了楼宇负荷特征与电动汽车停驶及充电时段特征。结合蒙特卡洛法分析楼宇内电动汽车的出行特征。介绍了电动汽车接入楼宇模式与两种充电方式。
  2. 研究了面向单楼宇的电动汽车多目标优化双层调度策略。建立了单楼宇电动汽车双层优化调度模型。外层为多目标优化,考虑峰谷差最优与电动汽车用户充电费用最小双目标,采用NSGA-Ⅱ算法求解。内层以每辆电动汽车与车主的充电需求偏差最小为目标,并结合外层优化结果作为约束条件,采用粒子群优化算法进行求解,得出单辆电动汽车具体充放电策略。
  3. 研究了考虑充电优先级与可调度时长的电动汽车实时调度策略。建立充电优先级指标,明确快速充电方式和常规充电方式使用界限以及电动汽车的充电优先顺序;引入可调度时长指标,根据可调度时长大小安排是否放电;建立实时调度进程模型、集群调度模式与商业楼理想最优负荷模型。以总调度优先级指标最优为目标函数,对楼宇负荷影响及配电网影响为约束条件,求解得出单辆电动汽车实时充放电策略。
  4. 研究了面向多类型楼宇的电动汽车考虑出行链的双层分群日前调度策略。建立多类型楼宇电动汽车系统模型。考虑了出行链模型与最短路径优化模型,并对日前申报内容进一步细化。建立双层多类型楼宇电动汽车优化调度模型,外层以电网削峰填谷与消纳风电为目标函数,求解得出楼宇充放电策略;内层以楼宇群内私人电动汽车出行满意度最高为目标函数,求解得出各电动汽车群充放电策略,并将充放电功率平均分配至电动汽车群中每辆电动汽车,即为最终楼宇群内电动汽车优化调度策略。采用自适应遗传算法并加以改进求解。该模型降低了计算维度,提高了计算效率。
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