电动汽车换电站优化规划研究

论文摘要

随着全球经济的不断发展,能源、环境与经济增长之间的矛盾日益严重,电动汽车作为解决这一矛盾的重要措施被各国广泛关注。目前,国内外众多国家都在积极地推动电动汽车产业的发展。而电动汽车充换电站作为电动汽车的能源补给基础设施是直接影响其发展的重要因素。良好的充换电网络可以有效地缓解目前由于动力电池性能不足所带来的发展阻碍,提高电动汽车的续航能力。因此,开展电动汽车换电站选址规划的研究具有一定的现实意义。本文首先对电动汽车产业的发展现状进行了简单的介绍,并且系统地分析了发展电动汽车的必要性和可行性,同时指出在现阶段采用地面充电方式(即换电模式)具有有效降低初次消费、提高续航里程和电池使用寿命等若干优势。归纳了电动汽车换电站负荷预测方法的研究现状,提出了电动汽车保有量预测方法,并在此基础上,根据电动汽车换电用户的特点,对其进行分类,提出了针对不同种类用户的换电需求模型,并且进一步提出了电动汽车换电站的需求模型。根据电力系统静态安全约束,建立适用于具有反向送电能力的换电站的配网准入容量计算模型,同时对一算例进行求解,并根据计算结果总结出了换电站准入容量的一般规律。重点分析了影响电动汽车换电站选址的影响因素,并提出了电动汽车换电站选址优化模型。该模型以换电站的年收益最大为目标,同时考虑了换电站作为市政基础设施和电网特殊负荷的特点和约束条件,提出了相应的数学模型和求解算法。该模型不仅能够算出站址的优化方案,也能得出相应的最优电网接入方案。最后,本文以一假设算例验证了电动汽车换电站优化选址模型的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外相关研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 电动汽车发展概况
• 2.1 电动汽车简介
• 2.2 电动汽车发展的必要性和可行性
• 2.2.1 电动汽车发展的必要性
• 2.2.2 电动汽车发展的可行性
• 2.3 电动汽车的充电方式
• 2.3.1 充电方式简介
• 2.3.2 充电方式的选择
• 2.4 本章小结
• 第3章 电动汽车换电站的需求预测方法研究
• 3.1 电动汽车需求预测研究现状
• 3.1.1 现有预测方法分类
• 3.1.2 基于概率统计的直接充放电负荷预测
• 3.1.3 基于蒙特卡洛模拟的充放电需求预测
• 3.2 影响电动汽车需求预测的因素
• 3.3 换电站需求预测方法
• 3.3.1 模型构建的基本思路
• 3.3.2 区域电动汽车保有量预测
• 3.3.3 基于电动汽车用户分类的需求预测
• 3.3.4 电动汽车换电站需求预测
• 3.4 本章小结
• 第4章 配网中计及反向送电的换电站准入容量模型
• 4.1 影响换电站准入容量的约束
• 4.2 换电站接入配电网的模型
• 4.3 计及反向送电的换电站准入容量模型
• 4.4 算例分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 电动汽车换电站站址优化规划
• 5.1 引言
• 5.2 影响电动汽车换电站选址因素
• 5.2.1 市政交通方面
• 5.2.2 电网方面
• 5.3 电动汽车换电站优化选址数学模型和算法
• 5.3.1 基本思路
• 5.3.2 目标函数
• 5.3.3 约束函数
• 5.3.4 计算工具和方法
• 5.3.5 流程图
• 5.4 算例分析
• 5.4.1 算例概况
• 5.4.2 电动汽车保有量预测
• 5.4.3 换电站优化结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢