V2G(Vehicle to Grid)技术是通过结合电力电子、通信、调度和计量等技术实现电网和电动汽车之间能量的双向流动,它是一种综合应用系统,可以发挥闲置电动汽车电池的储能作用,在电网负荷高峰时电池放电,在电网负荷低谷时电池充电,缓解电...
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V2G(Vehicle to Grid)技术是通过结合电力电子、通信、调度和计量等技术实现电网和电动汽车之间能量的双向流动,它是一种综合应用系统,可以发挥闲置电动汽车电池的储能作用,在电网负荷高峰时电池放电,在电网负荷低谷时电池充电,缓解电网负荷高峰期时的压力,实现资源的有效分配。本文主要研究内容如下:(1)首先介绍了新能源汽车主要类型,确定研究对象为纯电动汽车;然后简要介绍纯电动汽车的动力电池,常见的动力电池主要有铅酸蓄电池、镍氢电池和锂离子电池等,分别阐述了三种动力电池的充放电原理和电极反应方程式等,然后从比能量、比功率和循环次数等角度考虑,最终选择了锂离子电池作为纯电动汽车的动力电池;随后对锂离子电池的充电特性进行分析,确定了纯电动汽车的锂离子电池的充电过程为恒功率充电;考虑到放电深度对锂离子电池循环寿命的影响,建立了经典理论电池损耗模型,推算出电池参与V2G时单次放电成本,为下文电池放电时用户的损耗成本打下了基础。(2)简要介绍了电动汽车的三种充电方式,分别是常规充电、慢速充电和换电池组式充电,确定电动汽车的充电方式是慢速充电;然后根据美国NHTS2009数据库的部分数据,总结出电动汽车车主的到家时间、离家时间和日行驶距离等充电行为习惯的基本规律,确定了其概率分布函数;随后对蒙特卡洛模拟作了简要的介绍,并建立了无序充电负荷模型,根据蒙特卡洛模拟在Matlab平台上仿真得到了电动汽车无序充电时某地区的电网总负荷,根据结果分析可知,随着电动汽车数量的增加,电网总负荷也随之上升,并且集中在夜间用电负荷高峰区。(3)为了缓解电动汽车集中在夜间用电高峰期充电的问题,引入了分时电价;在分时电价的作用下,建立了电网侧负荷均方差最小和用户侧充放电成本最小的多目标函数模型,考虑了电动汽车自身和电池等约束条件,制定了相关的有充电策略和有充放电策略,用WCA算法对两种场景下的电网总负荷建模;分析结果可知,电动汽车有序充电和有充放电均能有效缓解用电高峰期时电动汽车集中充电给电网带来的压力,同时电动汽车有序充放电可以实现电网侧负荷均方差最小和用户侧充放电成本最小,并且随着用户参与度的提高,优化效果更加明显,同时,电网侧和用户侧的权重不同,优化结果也不同。总的来说,电动汽车V2G技术可以降低电动汽车有序充放电时电网负荷方差和用户充放电成本,从而实现双方共同的利益。
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