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摘 要

电动汽车的充电选择充满了不确定性，地点不确定、时间不确定，如果任由大规模电动汽车无序充电，则可能导致“峰上加峰”的问题，这会对电网运行和安全施加很大压力。随着电动汽车V2G技术的飞速发展，电动汽车也可以用作一种特殊形式的电源。因此，我们将重新研究电动汽车的充放电特性，采用适当充放电策略，引导电动汽车有序充放电，并在电网的“削峰填谷”、降低网络损耗中发挥作用，提高电网的安全性和经济性。

本文根据车主每日用车习惯数据，得到每日行驶里程和接入电网时刻两者的概率分布，采取Monte Carlo法进行随机抽样，分别得到电动汽车接入后无序充电和采用V2G有序充放电的功率需求模型。

面对电动汽车大规模接入电网后的负面影响，本文从降低电网波动和降低配电网功率损耗两方面建立目标函数，并结合诸多约束条件如：电动汽车电池约束、电网功率约束、电网电压约束等，最后使用遗传算法搜索目标函数的最优解。

最后，结合IEEE标准33节点模型算例，分别比较该地区电动汽车采用无序充电和V2G有序充放电两种情况下的负荷波动和配电网损耗，进而证明V2G有序充放电具有有效性和科学性，为以后电动汽车充电调度和电网规划设计提供了参考价值。

关键词：电动汽车 充放电模型 V2G(电动汽车入网技术) 有序充放电

Electric network dispatching with orderly charging and discharging of electric vehicles

ABSTRACT

The charging choice of electric vehicles is full of uncertainty, location uncertainty and time uncertainty. If large-scale electric vehicles are allowed to charge in disorder, it may lead to the problem of "peak on peak", which will exert great pressure on the operation and safety of the power grid. With the rapid development of V2G technology, electric vehicles can also be used as a special form of power supply. Therefore, we will re study the charging and discharging characteristics of electric vehicles, adopt appropriate charging and discharging strategies, guide the orderly charging and discharging of electric vehicles, and play a role in the "peak cutting and valley filling" of the power grid, and reduce the network loss, so as to improve the security and economy of the power grid.

In this thesis, according to the daily usage data of car owners, the probability distribution of daily driving mileage and the time when the car is connected to the power grid is obtained. The power demand models of disordered charging and orderly charging and discharging of V2G are obtained by using Monte Carlo method for random sampling.

In the face of the negative impact of large-scale electric vehicle access to the power grid, this thesis establishes the objective function from two aspects: reducing the power grid fluctuation and reducing the power loss of the distribution network. Combined with many constraints, such as the battery constraints of electric vehicles, the power constraints of the power grid, the voltage constraints of the power grid, etc., genetic algorithm is used to search the optimal solution of the objective function.

Finally, combined with IEEE standard 33 node model calculation examples, the thesis compares the load fluctuation and distribution network loss of electric vehicles in this area when disordered charging and V2G orderly charging and discharging are used respectively, and then proves that V2G orderly charging and discharging is effective and scientific, which provides reference value for charging and dispatching of electric vehicles and power grid planning and design in the future.

Key words: Electric vehicle; Charge and discharge model; V2G (electric vehicle to

grid); Orderly charge and discharge

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景与意义 1

1.2 国内外电动汽车产业现状 2

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 电动汽车有序充电 3

1.3.2 考虑电动汽车接入的配电网调度国内外研究现状 4

1.4 本文研究工作 4

第二章 电动汽车充放电建模 5

2.1 影响电动汽车充放电的因素 5

2.1.1 电动汽车的种类 5

2.1.2 电动汽车充电方式 5

2.1.3 电动汽车渗透率 6

2.1.4 电池特性 6

2.2 电动汽车充电功率建模 7

2.2.1 电动汽车使用情况 7

2.2.2 建立模型假设 8

2.2.3 Monte Carlo法介绍 9

2.2.4 基于Monte Carlo法的电动汽车充电功率建模 9

2.3电动汽车充放电功率建模 11

2.3.1电动汽车入网技术V2G 11

2.3.2电动汽车入网技术电动车充放电功率建模 12

2.3.3 基于Monte Carlo法的电动汽车充放电功率建模 13

2.4 算例分析 15

2.4.1 参数设置 15

2.4.2 结果分析 15

2.5 本章小结 16

第三章 电动汽车有序充放电下充电站调度策略 18

3.1 电动汽车有序充放电调度模型 19

3.1.1 目标函数 19

3.1.2 约束条件 20

3.2 遗传算法 21

3.2.1 遗传算法的发展及特点 21

3.3.2 遗传算法步骤 22

3.3.3 基于遗传算法的电动汽车有序充放电下充电站调度 23

3.3 实例分析 25

3.3.1 数据参数 25

3.3.2算法结果分析 27

3.4本章小结 28

第四章 无序充电与有序充放电下电网调度结果分析 29

4.1充放电功率分析 29

4.2 等效负荷波动分析 30

4.3 配电网损耗分析 31

4.4 本章小结 31

第五章 总结与期望 33

5.1总结 33

5.2展望 33

参考文献 35

致谢 37

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

自从人类开始用火开始，能源就成了人类生产活动的一切基础，随着科技的发展，能源也逐步发展，工业革命划分的标志也是能源。在目前以至于将来很长的一段时间内，我国的主要能源还是以煤炭、石油和天然气为代表的化石能源，而且其使用量逐年递增。能源使用量的增加给我们带来了生活水平的提高、科技的进步，但也带来一些环境保护上的负面影响：大量二氧化碳造成的温室效应，二氧化硫、一氧化氮带来的酸雨等^[1]。

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