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面向电动汽车大规模接入的微网智能体建模方法与仿真系统研究

韩鹏  
【摘要】:智能电网在全球范围内的迅速发展极大促进了多种分布式能源及电动汽车等新型用电设备的大规模接入。微网以其支持分布式能源、储能与负荷装置的特点成为提高智能电网稳定性、改善电网运行经济性的有效方案,并呈现出源储荷一体化的趋势;而电动汽车的大规模接入以其复杂随机的运行特点与集中性的电能需求,将对微网乃至智能电网的运行造成不可忽视的影响。考虑到电动汽车接入下的微网运行在物理结构与系统方面的双重复杂性,亟需有效的建模与分析工具对其运行机理与影响进行研究。为此,本文针对电动汽车大规模接入微网的智能体建模与仿真系统展开深入研究,主要开展了以下工作:1.考虑到电动汽车大规模接入的实际背景与微网源储荷一体化的趋势,讨论电动汽车接入下的源储荷微网所表现出的复杂系统特征,并采用复杂适应系统理论对其进行分析,进而详细阐述复杂适应系统与基于智能体的建模方法在实现电动汽车及微网建模与仿真研究方面的可行性,提出适用于电动汽车及微网的智能体结构,并对其构建方法进行设计。2.面向电动汽车大规模接入对其模型构建的准确性与有效性带来的挑战,基于复杂适应系统理论和智能体的建模方法构建适用于刻画电动汽车运行趋势、准确反映电动汽车运行状态与属性变化的电动汽车智能体模型,实现对电动汽车大规模接入电网运行的有效模拟,进而对其所造成的涉及电网、用户出行与服务设施的影响进行研究。3.针对现有微网建模方法在模型粒度与灵活性方面的不足,对源储荷微网的控制结构、能量模型与交互机制进行分析,基于智能体的建模方法建立分布式能源、储能装置、负荷及微网控制中心智能体,进而构建源储荷微网智能体模型,并深入研究微网各主要单元的运行机理与控制策略。4.为探索与理解电动汽车及微网联合运行所涌现的新问题、新现象,综合分析电动汽车大规模接入微网的运行机理,基于微网及电动汽车智能体构建电动汽车-微网联合运行智能体模型,基于面向对象编程方法与智能体模型的扩展性与交互能力,设计和开发电动汽车-微网联合运行仿真系统,实现系统各模块功能,力求为所构建智能体模型的运行、验证与研究提供支持。5.针对多尺度下电动汽车-微网联合运行所涉及的重要问题,利用所提智能体模型构建与之对应的算例场景,并通过构建的仿真系统开展场景试验,对光伏能源电动汽车充电站、电动汽车接入对微网影响与调度方案效果、电动汽车接入的碳排放潜力等电动汽车微网联合运行的典型场景与关键问题展开研究,验证模型及仿真系统在实现多尺度车-网整体运行分析评估等方面的有效性。


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