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电动汽车充馈电调度路规划协同策略研究

陈田田  
【摘要】:电动汽车作为一种绿色交通出行工具,可以缓解传统燃油汽车对不可再生能源的严重消耗以及日益严重的环境污染问题。随着大规模电动汽车的应用,为了提升行驶模式下电动汽车用户的出行与充电体验、缓解大规模电动汽车的集体充电行为对电网负荷造成的影响,本文分别对行驶模式下电动汽车的充电调度策略和馈电调度策略进行了研究,并根据充电调度结果为电动汽车用户规划最短时间行驶路径。为了对行驶模式下发起路径规划请求的电动汽车的充电行为进行统一调度管理,本文首先使用蒙特卡洛方法模拟充电站的充电负荷情况以估计电动汽车在充电站的排队时间。接着本文提出了一种基于行驶计划的单个电动汽车充电调度策略,并对模型进行求解。仿真结果表明在电动汽车数量较少时,该策略能够有效减少电动汽车的出行充电耗时。但随着电动汽车数量增多,由于该策略没有考虑电动汽车充电对彼此的影响以及对电网负荷的影响,因此系统中电动汽车的平均出行时间持续增加且各充电站出现了严重的负荷不均衡的情况。针对该现象,本文接下来提出了一种基于充电站负荷均衡的电动汽车充电调度策略,并使用遗传算法进行求解。仿真结果表明即使电动汽车数量较多时,该策略仍可以有效均衡各充电站负荷并且有效减少系统中电动汽车的平均出行与充电时间。在电网负荷高峰时段,对于行驶模式下行程紧急且需要充电的电动汽车而言,往往希望通过馈电来补充电能以减少充电时间。本文首先分析了电动汽车电能交换技术和行驶模式下电动汽车之间直接馈电的可行性,然后针对如何优先匹配行驶路线相似的充电电动汽车和馈电电动汽车的问题,本文提出了一种基于行驶计划的电动汽车馈电匹配策略,并使用改进的GS算法进行求解。仿真结果表明,本文所提出的基于行驶计划的电动汽车馈电匹配策略可以有效减少充电电动汽车的等待时间和馈电电动汽车的额外电量开销。此外仿真结果表明所提馈电匹配策略还可在一定程度上缓解电网峰值负荷压力。


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