论文总字数：22317字

目 录

1 绪论 1

1.1论文的研究背景与意义 1

1.1.1微电网与电动汽车的普及背景 1

1.1.2大规模电动汽车接入微电网的影响 1

1.2接入电动汽车的微电网技术发展现状 2

1.2.1国内研究现状 2

1.2.2国外发展现状 2

1.3本文的主要工作 2

2 接入电动汽车的微电网元件模型 3

2.1风力发电机模型 3

2.1.1风速模拟方法 3

2.1.2风速模型 4

2.1.3风力发电机输出模型 5

2.2蓄电池模型 6

2.3电动汽车数学模型 6

2.3.1电动汽车充放电技术 6

2.3.2电动汽车行驶特性 6

2.3.3电动汽车有序充放电模型 7

3 微电网经济调度策略 8

3.1概述 8

3.2不接入电动汽车的微电网经济调度 9

3.2.1调度策略 9

3.2.2目标函数 9

3.2.3约束条件 9

3.3接入电动汽车的微电网经济调度 10

3.3.1调度策略 10

3.3.2目标函数 10

3.3.3约束条件 11

4 算例分析 12

4.1算例系统 12

4.1.1风力发电机基本参数 12

4.1.2蓄电池基本参数 12

4.1.3电动汽车基本参数 12

4.1.4微电网与大电网交互电价 13

4.1.5住宅区日用电负荷数据 13

4.2风力发电预测 13

4.3不接入电动汽车的分析结果 14

4.4接入电动汽车的分析结果 15

4.5对比分析 17

5总结与展望 17

5.1工作总结 17

5.2展望 17

参考文献 18

附录 19

1.风速模拟程序 19

2.不接入电动汽车的微电网运行成本程序 20

3.接入电动汽车的微电网运行成本程序 20

致谢 25

接入电动汽车的微电网经济调度研究

刘星星

，China

Abstract：In recent years, with the aggravation of environmental pollution and the progress of science and technology, clean and renewable energy has been paid more attention by countries all over the world. The use of electric energy by electric vehicles can reduce environmental pollution and reduce the use of non renewable energy resources, and has won the love of many users. In this paper, the micro grid model of electric vehicle is built, the influence of the electric vehicle to microgrid is discussed, the economic dispatch strategy of the model is put forward, and the model of the micro grid economic dispatch and the model which is not connected to the electric vehicle are analyzed, and the one day operation of a community is carried out. As an example, the economic dispatch strategy of microgrid is discussed and the cost of them is analyzed. The example shows that the access to electric vehicles is more economical and can bring more benefits to the microgrid and users.

Key words: electric vehicle, microgrid,Monte Carlo , economic dispatch

1 绪论

1.1论文的研究背景与意义

1.1.1微电网与电动汽车的普及背景

近年来，随着经济发展与能源需求增长，环境污染问题越发严重，如何优化能源结构成为电力行业发展的关键问题。在这一背景下，人们发现传统大电网的集中调度及规模化生产给自身带来了一定的局限性，如发电成本高、网络损耗高、电网可靠性低、用户友好性差等缺点，而分布式电源虽然有节约资源、对环境污染小等优点，但它的接入会改变电网潮流的走向，也会对电网的电压频率带来偏差，从而对电网的可靠性造成威胁。因此，人们开始转向研究微电网技术。

微电网是一种将发电单元、储能单元以及负荷等组合在一起的微型电网系统。微电网能够降低可再生能源因其随机性引起的电网波动，提高可再生能源的利用率，并能通过合理分配各种发电单元和储能单元满足用户需求，提高电网的稳定性和安全性，因此微电网对电网具有重要意义。目前，微电网在世界范围内已经由理论研究成为了现实，其所具备的安装灵活、运行环保的优点令越来越多的国家和组织使用并钻研它。欧美发达国际逐步完善了微电网领域的相关理论，并在局部地区建立不同规模的微电网配电系统以进行更深入研究。中国的微电网建设进程目前已经完成了微电网的建模，并在部分城市和区域建设了微电网的示范工程。

与此同时，电动汽车以其清洁、高效的特点引起了各企业的广泛关注，世界各个国家都开始努力研究电动汽车技术，并积极开拓扶持相关应用。我国也逐步投身到电动汽车的研究之中，希望能够把握电动汽车这一新型科研领域的机遇，提升我国科研力量。随着世界各国的科学研发和电动汽车前景的越发明朗，电动汽车的普及使用已成为可预期的史实，并且微电网也将迎来电动汽车大规模接入的挑战。

1.1.2大规模电动汽车接入微电网的影响

近年来，电动汽车接入微电网的趋势越发明显，而其随机的充放电行为将加大电网的工作压力，为经济优化调度带来巨大挑战。但近期有关专家提出了新型电动汽车入网模式（V2G），V2G模式即当电动汽车不在运行时，可以将电池的能量传送给电网，而当电动汽车需要电时，可以从电网获取电能，电动汽车将不再成为微电网运行的阻碍，反而能创造更多利益。在电动汽车接入微电网后，政府可以通过一定的政策引导，鼓励电动汽车用户参与微电网用电过程，进行有序的充放电行为，从而实现对负荷削谷填峰，提高系统经济性。因此研究电动汽车接入微电网并建立良好调度的问题是十分重要的。

1.2接入电动汽车的微电网技术发展现状

1.2.1国内研究现状

电动汽车使用电能运转，这使得它们与电网或微电网的关系显得密不可分，未来将电动汽车接入微电网将是发展电能利用、减缓环境污染的一个趋势。随着V2G模式的提出，这一趋势越发明显，近年来关于电动汽车与电网之间关系的研究的论文频繁发表，其中有关经济调度方面的论文受到各方关注。文献^[1]在研究微电网经济调度时，重点考虑了运行成本；文献^[2]将运行成本和环境污染处理成本作为目标函数，进行微电网的多重目标动态优化调度；文献^[3]基于实时电价并提出在并网时热电联产型的多目标经济调度策略；文献^[4]应用区间系数规划与机会约束规划建立了接入电动汽车并考虑分布式电源不确定性的微电网调度模型，但并未提及 V2G 模式；文献^[5]构建了包含风、光、储、电动汽车等单元的数学模型并提出了微电网的经济调度策略，分析了电动汽车的加入对微电网经济性的影响；文献^[6]使用动态电价调节电动汽车负荷、减轻微电网成本并使用粒子群算法进行优化。

1.2.2国外发展现状

2011年6月美国田纳西州基于可再生能源和微电网技术建设了新的电动汽车充电站，每天可为30辆电动汽车提供服务。2011年7月美国加州赛普拉斯也建设了由太阳能电池板组建的电动汽车充电站，能够同时服务4辆电动汽车，并能给予不同的充电模式以供选择。2011年8月英国建立了世界上第一个全国性电动汽车充电站网络，象征着电动汽车的普及也使V2G技术大规模使用成为可能。该电动汽车充电站使用太阳能，其服务范围包括30个高速路服务区并包含多种充电模式。

1.3本文主要工作

本文的主要工作就是建立微电网各元件模型，计算含有电动汽车和不含电动汽车的微电网的出力，然后再分别计算以一天为周期的运行成本并进行比较，主要由以下几个部分组成：

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