電動汽車V2G系統(tǒng)及充放電控制策略研究.pdf

1、汽車與電網(wǎng)(Vehicle to Grid，簡稱V2G)間的雙向互動技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。通過 V2G技術(shù)，電網(wǎng)運行充裕度不足和效率低下、可再生能源接納能力受限、電動汽車充放電不靈活與使用不經(jīng)濟等問題可以得到不同程度的緩解。在此背景下，V2G技術(shù)成為各國研究熱點。
　　V2G技術(shù)涉及電力系統(tǒng)、電動汽車、電池以及自動控制等多個領(lǐng)域，在多個學科存在交叉，目前對于 V2G的研究，國內(nèi)外尚處于探索階段。本文主要就V2G負荷時空分布的預(yù)

2、測方法、用戶最優(yōu)V2G控制策略、V2G能量變換系統(tǒng)以及雙向充電機進行研究。
　　為了揭示電動汽車 V2G負荷在時間和空間上的分布特性，本文給出了一種電動汽車 V2G負荷時空分布的預(yù)測方法。首先從交通規(guī)劃的角度入手，基于交通出行量 OD矩陣以及土地利用數(shù)據(jù)，結(jié)合電動汽車行駛及停放的時間特性，建立了停車需求的時空分布模型及電動汽車 V2G負荷容量模型，分析了電動汽車行駛及停車的時空分布特性，給出了基于蒙特卡洛仿真的電動汽車V2G負荷時

3、空分布的預(yù)測方法。以某市區(qū)為例，用所提出的V2G負荷預(yù)測方法進行仿真，分析了電動汽車備用行駛?cè)萘?，單車充、放電功率以及日平均行駛里程對V2G負荷的影響，并對比了不同區(qū)域V2G負荷的差異。
　　為了在電動汽車參與 V2G服務(wù)的過程中實現(xiàn)用戶收益的最大化，本文對基本電力服務(wù)類型進行了分析，得到了適用于 V2G的服務(wù)類型。在此基礎(chǔ)上，以分層控制體系中停車場為研究對象，針對慢充+二次調(diào)頻服務(wù)以及慢充+二次調(diào)頻+調(diào)峰服務(wù)給出用戶側(cè)最優(yōu)的V2

4、G控制策略。為了更加細致地計算V2G充放電引起的電池損耗成本，給出了一種基于典型工況的電池損耗計算方法。通過算例，分別從個人和停車場的角度對兩類 V2G服務(wù)產(chǎn)生的收益進行了仿真分析，并研究了充電機功率與日行駛里程對收益產(chǎn)生的影響，在此基礎(chǔ)上針對電動汽車使用和停車場運營給出了相關(guān)建議，這可以為電動汽車用戶和停車場參與V2G提供指導(dǎo)。
　　為了探尋適合于 V2G的能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本文分析了傳統(tǒng)充電系統(tǒng)存在的不足，并給出了一種基于有源

5、前端控制器的共直流母線 V2G能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將原來需要由充電機完成的無功補償、諧波抑制等功能交由有源前端控制器統(tǒng)一進行處理。對基于有源前端控制器的共直流母線 V2G能量變換系統(tǒng)的原理進行了分析，并建立了V2G能量變換系統(tǒng)模型，并針對3kV、2MVA的5級級聯(lián)系統(tǒng)進行仿真，對系統(tǒng)的功能和性能進行了驗證。
　　針對基于有源前端控制器的共直流母線 V2G能量變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一種車載 V2G充電機方案，首先分析了 V2G系統(tǒng)及服務(wù)