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复合储能在电动汽车快速充电站中的应用研究-电气工程专业论文
独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 必威体育官网网址□, 在 年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址□。 (请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 华中科技 大学硕士 学 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 电动汽车作为21世纪替代传统汽油车的新一代交通工具,对于减少化石能源消 耗和温室气体排放具有重要意义。电动汽车的普及发展离不开充电基础设施的支撑, 在多种电能补给方案中,快速充电是短期内解决电动汽车续航问题的重要手段,并 会在不久的将来得到推广,但是大规模的快速充电负荷将对电力系统安全、稳定及 经济运行带来不可忽视的影响。本文依托国家863课题,对快速充电负荷接入电网产 生的不利影响,以及改善快速充电负荷影响的措施两个方面问题展开研究。 本文的研究内容分为三个部分:第一部分探讨快速充电对电网的影响,对快速 充电负荷接入下电网的静态电压稳定性及频率稳定性进行分析,为储能系统在快速 充电站中的应用提供依据;第二部分针对快速充电的影响,并根据使快速充电负荷 成为可控负荷的两大指标,提出了复合储能在快速充电站中的应用方案,重点对复 合储能系统的协调控制器进行设计;第三部分结合复合储能系统的协调控制策略以 及快速充电行为的随机性,基于技术经济性理论对快速充电站中复合储能单元的容 量优化配置问题进行研究。 本文的创新之处在于以改善电动汽车快速充电对电网影响为目标,提出一种新 的复合储能系统应用场景,并选择了具有前瞻性的超导磁储能系统作为功率型储能 单元,以稳定、可靠、经济为核心思路对复合储能系统协调控制器进行设计。此外 还提出了快速充电站中复合储能容量优化配置方法,该方法以综合成本最小为优化 目标,为复合储能系统在电动汽车快速充电站中的实际应用奠定基础。 关键词:电动汽车快速充电;复合储能系统;超导磁储能系统;协调控制策略;储 能优化配置 I Abstract As the next generation of automobile, electric vehicle (EV) has the advantage of reducing fuel consumption and greenhouse emissions. Recharge infrastructure is essential for development of EVs. Fast charging is a significant recharge method which provides a solution to extend driving range of EVs, and it will be popularized in the near future. But the impact of large scale of fast charging load on power system should be considered. Supported by the national 863 program, this thesis carries out a reseach on the impact of fast charging of EVs on power grid and the mearsures of eliminating this impact. Three parts are included in this thesis. Firstly, static voltage stability and frequency stability of power grid with fast charing load are analyzed. The analysis result is the basis for the application of energy storage. Secondly, two indexs to make fast charing
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