微電網(wǎng)中電動汽車儲能優(yōu)化控制及儲能梯級利用研究.pdf

1、近年來微電網(wǎng)的發(fā)展在世界各國受到高度重視，將其視為未來電力系統(tǒng)的重要組成部分。可再生能源與電動汽車在微電網(wǎng)內(nèi)集成應(yīng)用，有助于提高可再生能源就地消納，同時實現(xiàn)電動汽車的低碳環(huán)保，提高能源利用效率、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。本文主要研究微電網(wǎng)內(nèi)電動汽車儲能的優(yōu)化控制，在微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制和能量管理層面對具體的應(yīng)用場景提出儲能優(yōu)化控制策略，以提高微電網(wǎng)的運(yùn)行性能。另外對電動汽車退役動力電池梯級利用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，分析動力電池梯級利用的經(jīng)濟(jì)可行性。主

2、要研究內(nèi)容包括以下幾部分:
　　(1)對于電動汽車充電增加電網(wǎng)高峰負(fù)荷以及可再生能源并網(wǎng)消納問題，研究了集成電動汽車與可再生能源的直流微電網(wǎng)能量管理方法，以提高系統(tǒng)的能源效率、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。首先給出了直流微電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其單元功能模型，分析直流微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的能量轉(zhuǎn)換效率問題，在此基礎(chǔ)上建立直流微電網(wǎng)下電動汽車充電優(yōu)化模型，提出了一種基于直流微電網(wǎng)能量管理的電動汽車充電優(yōu)化控制策略。仿真驗證了該優(yōu)化控制策略能夠在直流微電網(wǎng)環(huán)境

3、實現(xiàn)可再生能源與電動汽車充電裝置的協(xié)同增效，提高電動汽車充電經(jīng)濟(jì)性，并分析了預(yù)測誤差對優(yōu)化控制結(jié)果的影響。
　　(2)電動汽車光伏換電站是實現(xiàn)光伏發(fā)電和電動汽車充電集成應(yīng)用的有效方式，含光伏發(fā)電的換電站動力電池充換電服務(wù)是一個多目標(biāo)優(yōu)化問題，通過換電站直流微電網(wǎng)的能量管理優(yōu)化可以提高換電站的運(yùn)行性能。首先介紹了電動汽車換電站的結(jié)構(gòu)，建立換電站的換電服務(wù)模型和動力電池充電模型，并制定了換電站的運(yùn)行性能評價指標(biāo)。通過分析換電站的基本充

4、電策略，研究換電站日前計劃運(yùn)行策略和動態(tài)運(yùn)行策略的不足，提出了基于粒子群算法的換電站運(yùn)行策略。仿真比較了三種能量管理運(yùn)行策略在換電站運(yùn)行結(jié)果，結(jié)果表明粒子群算法的運(yùn)行性能指標(biāo)優(yōu)于日前計劃運(yùn)行和動態(tài)運(yùn)行方式，盡管能量管理優(yōu)化過程受到換電需求預(yù)測誤差影響，粒子群算法效果仍然有明顯優(yōu)勢。
　　(3)動力電池回收利用是我國電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的薄弱環(huán)節(jié)，電動汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶來巨量的動力電池退役，動力電池回收處理已成為緊迫的問題。首先分析了未

5、來電動汽車動力電池退役情況，研究了動力電池梯級利用關(guān)鍵技術(shù)，具體分析電池不一致性的表現(xiàn)和原因，電池失效機(jī)制和影響因素，介紹了電池健康狀態(tài)評估方法與余能檢測標(biāo)準(zhǔn)，研究了退役電池梯級利用的分選、成組和均衡技術(shù)。建立考慮溫度、放電深度和放電倍率的電池容量衰減模型，分析了退役電池剩余容量的價值，給出儲能經(jīng)濟(jì)效益評估方法。然后對儲能在電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)、輸配側(cè)和用戶側(cè)典型應(yīng)用進(jìn)行需求評估，結(jié)合應(yīng)用場景的技術(shù)指標(biāo)分析了梯級儲能的適用場景。案例分析了梯級

6、儲能在基于用戶分時電價管理和可再生能源并網(wǎng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行性，結(jié)果表明退役動力電池梯級利用是有經(jīng)濟(jì)效益的。
　　(4)對微電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷供電功率不足和運(yùn)行可靠性問題，研究了微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制提高供電可靠性。在分析微電網(wǎng)的運(yùn)行模式和微電源的控制方法基礎(chǔ)上，建立了微電網(wǎng)并網(wǎng)與孤島運(yùn)行功率模型，提出了基于模糊控制的儲能系統(tǒng)優(yōu)化控制策略。微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時，模糊控制協(xié)調(diào)并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線與儲能系統(tǒng)運(yùn)行，優(yōu)化調(diào)整電池SOC狀態(tài)，提高對負(fù)荷的持續(xù)供電能力;微電網(wǎng)