论文部分内容阅读
随着环境污染、能源安全和能源危机等问题日趋严峻,电动汽车(Electric Vehicle,EV)以高效、绿色以及低成本等特点成为世界各国的重点研发对象。然而,EV快速增长的能源供给需求限制了EV的进一步普及与推广。此外,EV无序充电引起的尖峰负荷、电压降落和网络损耗问题,对电力系统提出了新的挑战。电池充电站(Battery Charging Station,BCS)和电池交换站(Battery Swapping Station,BSS)是解决EV能源供给问题的理想方案。通过BCS和BSS统一调度电池的充放电策略,不仅为EV提供快速的能源供给服务,还可以为电力系统提供很大的灵活性。在智能电网和综合能源系统的调度中,BCS和BSS的优化调度对智能电网和综合能源系统的发展有着重要意义,本文的主要研究内容介绍如下:首先,研究了中心式充、换电站的优化调度问题,提出了一个具有充电、放电、待机和交换功能的中心式共享电池站(Shared Battery Station,SBS)模型。从SBS系统运营商的角度,建立以收入最大化为优化目标的目标函数,优化每个调度时隙中各电池分区的电池数量,确保SBS系统安全可持续的运行。其次,研究了大规模充、换电站的优化调度问题,提出了一个聚合式共享电池站(Aggregated Shared Battery Station,ASBS)系统模型。基于k-means聚类算法与分区控制算法,设计了一种ASBS协同优化调度策略,实现用电成本、损耗成本和租赁收益总和最小的目标,确保所有ASBS系统中所有SBS的持续可靠运行。再次,研究了考虑充、换电站的区域综合能源系统协同优化调度问题,构建基于能量枢纽(Energy Hub)的分层能量管理框架,SBS替代传统储能电站为综合能源系统提供电能存储功能,与新能源电厂、气-电、电-气能源转换装置协同规划,实现综合能源供需两侧的动态平衡,保障综合能源系统的高效经济运行。最后,研究了综合考虑EV调度与电池调度的共享电池站优化调度问题,提出一个由控制中心、电力系统以及大规模SBS组成的多共享电池站(Multi-Shared Battery Station,Multi-SBS)系统。综合权衡成本-收益各方面因素,控制中心为EV用户和SBS提供最优的调度方案,保障Multi-SBS系统的安全经济运行。