电动汽车换电站时序响应能力模型与充电计划制订策略.pdf

《电动汽车换电站时序响应能力模型与充电计划制订策略.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第４１卷第８期２０１７年４月２５日Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．８Ａｐｒ．２５，２０１７ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１６０６１３００５电动汽车换电站时序响应能力模型与充电计划制订策略刘洪，连恒辉，葛少云，张琨，唐翀，赵浛（智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市３０００７２）摘要：由于蓄电池具有良好的储能特性以及可控性，电动汽车换电站运营商在满足换电需求的前提下，可以响应电网企业的激励措施，达到系统运行的要求。首先，根据换电站内电池组的状态参量，建立电池组的状态矩阵；其次，将电池组进行状态分群，对其中

2、处于可控状态的电池组实施控制；最后，运用递推的思想研究该换电站内备用电池组的可控负荷裕度带，进而指导换电站运营商根据电网企业的运行目标制订相应的充电计划，达到负荷平衡、改善区域负荷特性等目的。关键词：电动汽车；换电模式；主动控制能力；充电计划０引言动汽车的换电需求；文献［１０－１２］阐述了电网部门可以通过控制电动汽车换电站中备用电池组的充电数近年来，电动汽车行业由于具有绿色、节能、环量和充电时长来进行电压调整和频率调整；文［１］保等优点而得到了迅猛的发展。目前，电动汽车献［１３－１４］分析了在含有新能

3、源及电动汽车换电站［２］主要通过换电模式和充电模式进行电能补给，其的电力系统中，运用新能源出力对电池组进行充电，中电动汽车换电模式具有车辆等候时间短、车辆利促进新能源出力消纳，提高系统整体的经济性。［３－５］用率高、充电成本低、充电行为可控性强等优点。本文站在换电站运营商角度，首先研究了站内同时，换电模式也具有以下缺点：初期投入成本大；备用电池组负荷主动控制能力建模问题，基于站内电池组的型号需要统一等。基于以上特点，换电模备用电池组数量以及换电需求，提出各个状态电池式更适用于公交车、特殊场所用车、环卫

4、服务车等行组数量的确定方法；其次，提出未来时间站内电池组驶行为较为固定的车辆。当大规模备用电池组接入负荷时序响应能力的递推计算方法；最后，根据电网电网进行充电时会给系统造成巨大的负荷冲击，但运行需求所确定的换电站全天目标负荷曲线，提出是合理利用备用电池组充电时间可控、充电数量可换电站运营商充电计划的制订流程，实现对备用电［６－７］控等特性可以减小其对系统的影响。因此，研究池组充电时间、充电数量的合理调控，达到利用电池出换电站内备用电池组负荷的时序响应能力，可以［１５－１６］组负荷改善区域负荷特性等目的

5、。在负荷峰、谷时段以及其他负荷调控需求时段，通过制订相应的充电计划响应电网的激励措施，实现系１换电站内备用电池组负荷模型统的运行需求，同时促进换电站的高效、经济运行。充电模式与换电模式主要有以下３点区别。第目前，已有文献在充电模式下电动汽车负荷时一，充电模式下，电动汽车与电池组严格一一对应，序响应能力方面进行了相关研究：文献［８］针对特定可以将二者视为一个整体，研究对象为电动汽车；换区域内的停驶电动汽车，研究了充电模式下电动汽电模式下，电动汽车与电池组为松散对应，研究对象车负荷的时序响应能力，并提出电

6、网部门控制策略包括电动汽车、电池组以及二者的组合对应关系，增的制订方法。另外，有些学者在电动汽车换电站优加了研究的难度。第二，充电模式下，每一个电动汽化运营方面进行了相关研究，包括不同时刻换电站车相互独立，考虑其行驶需求时，每个电动汽车个体内备用电池组数量确定、利用换电站调频调压以及可以单独考虑；换电模式下，电池组统一充电，电动消纳新能源出力等：文献［９］根据电动汽车车主的行汽车集体换电，考虑电动汽车群体的换电需求时，存驶习惯，运用蒙特卡洛模拟得到一天中不同时段电在更多情况的充电组合。第三，充电模式下

7、，电网企收稿日期：２０１６－０６－１３；修回日期：２０１６－１１－１０。业可以直接与每辆电动汽车进行互动；换电模式下，上网日期：２０１７－０１－１０。电网企业不能直接与电池组进行互动，需要通过换国家自然科学基金资助项目（５１４７７１１６）。电站运营商对电池组的充电行为进行间接调控。借ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ９１２０１７，４１（８）·学术研究·鉴文献［８］电动汽车状态矩阵构建思路，建立电池组根据电池组各种状态的定义，各种状态电池组状态矩阵。对应的状态向量可表示为：１．１电池组状态

8、矩阵烄Ｓｔａｔｕｓ１＝［１，ＳｏｃＮ，Ｔｓ］０＜ＳｏｃＮ＜ＳＯＣｍａｘ由于装载在电动汽车上的电池组通常不具备可Ｓｔａｔｕｓ２＝［１，ＳｏｃＮ，Ｔｓ］ＳｏｃＮ＝ＳＯＣｍａｘ烅（３）控特性，因此，本文的研究对象是换电站内已经从电Ｓｔａｔｕｓ３＝［０，ＳｏｃＮ，Ｔｓ］ＳｏｃＮ＝ＳＯＣｍａｘ动汽车卸下的备用电池组。对于换电站内的备用电烆Ｓｔａｔｕｓ４＝［０，ＳｏｃＮ，Ｔｓ］０＜ＳｏｃＮ＜ＳＯＣｍａｘ池组，通过一个三维的行向量表示其所处状态，即１．３各种状态电池组