电动汽车与可再生能源的时空耦合特性及能量调度和容量配置的协同进化方法

The development of electric vehicles and renewable energy sources is considered to be one of effective measures to guarantee energy supply and develop low-carbon economy. However, the disorderly charging of electric vehicles and intermittent output of renewable energy sources will affect peak-valley variance, power quality and power losses of distribution system, once they are spatiotemporally accumulated. This project concentrates on the spatiotemporal coupling character between electric vehicles and renewable energy sources as well as the coevolution method of energy dispatch and capacity configuration. Firstly, the forecasting method of spatiotemporal controllable energy of electric vehicles is proposed based on typical application scenarios, and the forecasting model of spatiotemporal controllable energy for electric vehicles and renewable energy sources is built. Then spatiotemporal coupling characters between electric vehicles and renewable energy sources under incentives are analyzed. Intelligent interactive scheduling strategy is investigated considering the across-time-and-space power transmission of electric vehicles. Further, the comprehensive evaluation system is built to analyze comprehensive performance. Finally, optimal capacity configuration and energy dispatch strategy are obtained according to the coevolution of energy dispatch and capacity configuration. The fundamental research based on content mentioned above will provide theoretical and technique support for extensive plug-in of electric vehicles and flexible absorption of renewable energy sources.

发展电动汽车和可再生能源是保障能源安全、转型低碳经济发展模式的有效途径之一。然而，大量电动汽车无序充电和可再生能源间歇性输出在时间和空间上的叠加性会给配电网在峰谷差、电能质量及电能损耗等方面带来影响。本项目针对电动汽车与可再生能源的时空耦合特性，研究其能量调度和容量配置的协同进化方法。首先，针对典型应用场景，研究电动汽车的时空可调度容量预测方法，构建电动汽车与可再生能源的时空可调度能量预测模型；研究需求响应驱动下电动汽车与可再生能源的时空耦合特性，基于电动汽车的跨时空能量搬移特性，提出电动汽车与可再生能源互动的智能调度策略；最后，构建综合评估指标体系，提出电动汽车与可再生能源能量调度和容量配置的协同进化方法，探索最优的容量配置方案和能量调度策略。针对以上内容开展基础理论研究，将为电动汽车的规模化接入及可再生能源的灵活消纳提供理论和技术支持。

本项目针对电动汽车与可再生能源的时空耦合特性及能量调度和容量配置的协同进化方法展开研究。首先，针对典型应用场景，基于历史数据和实时信息，研究了电动汽车时空可调度容量预测方法和可再生能源发电能量预测方法，分析了电动汽车与可再生能源能量特性的时空耦合关系，构建了电动汽车与可再生能源的时空可调度能量预测模型。接着，考虑电动汽车作为移动储能/负荷的跨时空能量搬移特性，建立了含电动汽车与可再生能源的微电网动态经济调度模型，提出了电动汽车与可再生能源跨时空互动的智能调度策略；同时，研究了需求响应下电动汽车与可再生能源互动的效益评估方法，建立了能够量化表征电动汽车与可再生能源互动的经济评估指标，探索了需求响应驱动下电动汽车充放电的定价方法。针对典型应用场景，考虑电动汽车与可再生能源的时空耦合关系，以系统投资经济性、供电可靠性和环境效益为目标，建立了电动汽车与可再生能源的容量优化配置模型。深入分析了不同容量配置方案和不同智能调度策略下系统在全生命周期内的经济性、环境效益和供电可靠性，提出了电动汽车与可再生能源系统调度和容量配置的协同进化方法。最后，根据项目研究需要，搭建了电动汽车与可再生能源互动的仿真分析系统与物理实验平台，对电动汽车与可再生能源的时空可调度能量预测模型、电动汽车与可再生能源跨时空互动的智能调度策略、系统调度和容量配置的协同进化方法进行了相关仿真分析与实验验证。综上，本项目针对电动汽车和分布式可再生能源的互动问题开展了基础理论研究，在电动汽车与可再生能源的时空耦合特性及时空可调度能量预测、电动汽车与可再生能源互动的智能调度策略、电动汽车与可再生能源系统调度和容量配置的协同进化方法等三大方向取得了技术突破，所得相关模型和方法能为电动汽车的规模化接入及可再生能源的灵活消纳提供理论参考和技术支持。