基于插入式电动汽车与可再生能源的成本控制和节能减排(中文翻译)
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新能源汽车对中国节能减排目标的贡献如何在当今社会,节能减排已成为全球关注的焦点,中国也不例外。
随着经济的快速发展和人民生活水平的提高,能源消耗和环境压力日益增大。
为了实现可持续发展,中国制定了一系列节能减排目标,并积极推动各领域的改革和创新。
在这一背景下,新能源汽车作为新兴的交通工具,正逐渐成为实现节能减排目标的重要力量。
新能源汽车,通常指的是采用非常规车用燃料作为动力来源(或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
目前,市场上常见的新能源汽车主要包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车等。
新能源汽车对中国节能减排目标的贡献首先体现在能源消耗的降低上。
传统燃油汽车主要依赖石油作为能源,而我国的石油资源相对匮乏,大量依赖进口。
新能源汽车则可以有效地减少对石油的依赖。
以纯电动汽车为例,其能源来源主要是电能,而我国的电力资源相对丰富,且可再生能源发电的比例不断提高。
例如,风能、太阳能、水能等清洁能源在发电中的占比逐渐增加,为纯电动汽车提供了更加绿色的能源保障。
相比之下,混合动力汽车则在传统燃油发动机的基础上增加了电动驱动系统,能够在不同工况下灵活切换动力源,从而降低燃油消耗。
在尾气排放方面,新能源汽车的优势更是显而易见。
传统燃油汽车尾气排放是大气污染的主要来源之一,其中包含的一氧化碳、氮氧化物、颗粒物等有害物质对空气质量和人体健康造成了严重威胁。
而新能源汽车在运行过程中几乎不产生或极少产生尾气排放。
纯电动汽车在行驶时完全零排放,混合动力汽车的尾气排放量也远远低于传统燃油汽车。
这对于改善城市空气质量、减少雾霾天气的发生具有重要意义。
从产业发展的角度来看,新能源汽车的兴起带动了相关产业链的升级和创新。
为了支持新能源汽车的发展,我国加大了在电池技术、电机技术、电控技术等关键领域的研发投入。
这不仅推动了汽车产业的技术进步,还促进了上下游产业的协同发展。
关于新能源汽车的节能减排技术近年来,随着环境保护意识的提高和能源供需问题的突出,新能源汽车逐渐成为了人们关注的热点话题。
相比传统燃油汽车,新能源汽车具有更低的能耗和更少的尾气排放,成为了一种可靠的解决方案。
然而,如何进一步提高新能源汽车的节能减排能力,依然面临挑战。
本文将深入探讨新能源汽车的节能减排技术,为读者带来更多专业且实用的知识。
1.轻量化材料的应用新能源汽车的节能减排离不开轻量化材料的应用。
通过使用高强度、低密度的材料,可以减轻车身质量,从而降低能源消耗。
例如,以碳纤维复合材料替代传统钢铁材料,可以使车辆重量减少约30%,从而提高能源利用效率。
还可以使用铝合金、镁合金等轻质材料来减轻车身重量,进一步提高车辆的节能性能。
2.高效电池技术的突破电池作为新能源汽车的能量存储装置,其性能的提升对于节能减排至关重要。
近年来,随着锂离子电池技术的不断发展,新一代高能量密度电池逐渐成熟。
这种电池具有更高的能量储存能力和更长的续航里程,能够满足消费者对于出行的需求。
磷酸铁锂电池等新型电池技术也具备更高的安全性和循环寿命,极大地提高了新能源汽车的可靠性和使用寿命。
3.智能节能系统的应用新能源汽车的智能节能系统能够根据车辆实际使用情况,合理调节能量消耗,从而进一步提升节能减排效果。
例如,通过车辆能量回收系统,将制动时产生的能量转化为电能储存起来,用于驱动车辆和供电给其他设备使用。
智能节能系统还可以根据路况和驾驶习惯,智能调整动力输出,实现更加高效的能源利用。
4.微网和车联网技术的应用微网和车联网技术的应用可以进一步提高新能源汽车的节能减排能力。
微网技术将新能源汽车与电网无缝连接,实现能量互补和共享,最大程度地提高能源效率。
车联网技术能够实现车辆之间的信息交流和协同,减少车辆之间的冲突和能量浪费,实现更加智能化和高效的行驶。
新能源汽车的节能减排技术在不断创新和发展,为我们打造更加绿色、环保的出行方式提供了解决方案。
新能源和节能减排近年来,随着环保意识的增强和全球气候变暖的问题日益突出,新能源和节能减排成为了政府和社会广泛关注的话题。
为了应对不断增加的能源需求和减缓环境污染的速度,我们需要在生产和生活中积极推广新能源和节能减排的措施,为可持续发展和生态文明建设贡献力量。
新能源是指那些在运用过程中不会产生污染或者污染极少,可持续利用的能源。
它是替代传统化石能源的重要手段,在减少二氧化碳等温室气体的同时,有效降低了环境污染和对能源的依赖。
我国在新能源领域鼓励创新和发展,推广使用太阳能、风能、地热能、水力能等多种新能源,积极开展可再生能源研发与利用。
在实践中,新能源的大规模应用需要当地环境和气象条件的支持和配套政策的辅助。
同时,新能源技术要持续优化和提升,以满足更高的效率和更广泛的应用需求。
面对新能源发展中的一些问题和挑战,我们需要通过不断打破技术壁垒和政策限制,扩大新能源产业规模,促进新能源应用的推广和普及,提高新能源利用效益,推动新能源与传统能源的融合发展。
节能减排是保障能源安全和生态环境的重要保障措施。
从宏观层面来说,节能减排不仅可以降低企业和个人的成本,提高能源效益,还可以减少能源的浪费和排放,缓解全球气候变暖和环境污染的风险。
在微观层面上,节能减排要求每个个体和组织在日常行为中注意细节和改善习惯,发挥个人和群体的力量,从生活方式和生产方式上减少能源的浪费和损耗,实现绿色低碳、节约环保的理念和目标。
为实现节能减排效益,需要企业和个人调整生产模式和生活方式,改善基础设施和工程技术,合理利用资源和能源,提高能源利用效率和环境质量。
同时,政府应该加强管理和监管,推动节能减排的普及和落地,加大绿色发展的力度和支持,创造绿色高质量的生产和生活条件,推进经济社会可持续发展。
综上所述,新能源和节能减排是实现绿色可持续发展的关键因素和必要手段。
我们需要不断深入研究和提高理论水平,推广新能源和节能减排的知识和技能,构建绿色低碳的生产和生活体系,营造和谐美好的自然环境和社会文化氛围。
中国汽车节能减排与新能源工程技术学院 09级土建二班吴星星学号:222009322220050摘要:在能源和环保的压力下,新能源汽车面临着前所未有的发展机遇,无疑将成为未来汽车的发展方向。
经过近30年的努力,特别是过去10多年国家汽车生产和消费政策的调整,我国汽车产业呈现爆发式增长,尤其在新能源汽车上取得了举世瞩目的成绩。
关键词:新能源,节能减排,电动汽车China's auto Industry about New Energy and Energy-savingEmission ReductionEngineering institute Civil Engineering Class one Grade twoWuXingxing Student ID Number: 222009322220050Abstract:In energy and environmental pressures, the new car is facing an unprecedented energy development opportunities will no doubt become future automotive development direction. After nearly 30 years of efforts, especially in the past 10 years, the national car production and consumption policy adjustments, China's auto industry grew rapidly, especially in the new energy vehicles has made remarkable achievements.Keywords:The new energy, Energy-saving emission reduction , electric cars1 序言作为交通工具的汽车,每天要排放大量的碳、氮、硫的氧化物、碳氢化合物、铅化物等多种大气污染物,是重要的大气污染发生源,对人体健康和生态环境带来严重的危害。
新能源汽车节能减排技术的研究与应用一、背景随着经济的发展和环保意识的增强,越来越多的人开始关注汽车的排放问题。
新能源汽车由于其环保、节能的特点,被认为是未来汽车发展的一大趋势。
因此,对于新能源汽车节能减排技术的研究和应用成为了当前研究的热点。
二、节能与减排技术1.电池技术电池作为新能源汽车核心的能源存储装置,其电池技术的发展对于新能源汽车发展至关重要。
目前主流的电池技术有铅酸电池、锂离子电池、超级电容等。
其中,锂离子电池具有转化效率高、容量大、重量轻的特点,加之其技术的不断进步,被广泛应用于新能源汽车中。
2.车身轻量化技术车身轻量化是指通过采用轻量化材料、优化设计等手段使车辆整体重量减轻,从而降低能耗。
当前,轻量化材料主要包括铝合金、镁合金、碳纤维等。
通过应用这些材料,可以降低车辆的重量,提高燃油利用率,同时降低车辆排放。
3.电机控制技术电机控制技术主要是指对电动车辆电机的控制及管理。
通过控制电机的输出功率,可以实现车辆的加速及巡航等功能。
其中,最常用的控制方式是交流变频控制技术,通过改变电机的转速、转矩等参数,实现对电机输出功率的控制。
4.能量回收技术能量回收技术是指通过回收车辆制动时的能量,将其转化为电能并存储于电池中,从而提高能耗利用率。
当前,能量回收技术主要包括动能回收和智能能量管理两种。
其中,动能回收指的是通过减速时电机输出负功率,使车辆的动能转化为电能,存储于电池中;智能能量管理则是指通过电子控制将储存的能量有效地分配,实现对车辆能量利用效率的最大化。
三、应用及展望新能源汽车节能减排技术的应用已经取得了显著的成果。
通过上述技术,新能源汽车可以实现高效的能源转化和利用,大幅度降低能耗和排放。
与传统燃油车相比,新能源汽车的使用成本更低,同时也更加环保。
未来,新能源汽车节能减排技术的研究还将持续深入。
特别是在电池技术的发展上,我们可以看到越来越多的新型电池被应用于新能源汽车中。
同时,随着车身轻量化技术和能量回收技术的不断进步,新能源汽车的性能将会越来越优越。
电动汽车节能减排技术的研究与开发引言:电动汽车在近年来备受关注,在不断的发展中,其减少耗能、减少尾气排放和降低噪声等优点也越来越被人们所认识和重视。
为了确保其可持续发展,为社会人类的持续发展贡献出自己的一份力量,电动汽车行业的相关企业不断研究和开发电动汽车节能减排技术。
第一章:电动汽车节能技术电动汽车的节能技术主要包括优化电机系统、提高动力电池能量密度、降低电动汽车重量、采用先进的轮胎和动力电子设备以及应用自动驾驶技术等方面。
优化电机系统:电动汽车的心脏部位是电机,优化电机系统是实现电动汽车节能的重要途径之一。
采用高效电机,如永磁同步电机、感应电机等电机系统,使电机的效率更高,能够使电动汽车产生更大的动力,同时实现较低的能耗。
提高动力电池能量密度:动力电池是电动汽车行业中最重要的部件之一,电动汽车的续航里程和性能主要取决于动力电池的能量密度。
因此,提高动力电池的能量密度是实现节能的重要手段之一。
降低电动汽车重量:重量是影响动力和能效的重要因素之一,因此降低电动汽车的重量是实现节能的重要手段。
采用轻量化的材料,如碳纤维、铝合金、复合材料等材料来制造车身和底盘以及金属组件,可实现轻量化,降低能耗,并提高电动汽车的性能和行驶的距离。
采用先进的轮胎和动力电子设备:电动汽车行业通过采用先进的轮胎和动力电子设备来提高电动汽车的能效和性能。
采用先进的轮胎可实现降低滚动阻力和增加抓地力,进一步提高电动汽车的能效和性能。
同时,采用高效的动力电子设备和电策略,如再生制动以及充电技术等,也能实现节能减排。
应用自动驾驶技术:应用自动驾驶技术不仅可以提高电动汽车行驶的安全性,还可以实现对无人车的控制,优化行驶路线,提高电动汽车的能效,并降低对空气质量的影响,保护环境。
第二章:电动汽车减排技术电动汽车减排技术主要包括提高发动机效率、采用新能源电池、使用反向光合作用技术、推广分级充电技术、采用滚动车漆技术等。
提高发动机效率:在提高发动机效率的同时,可以减少使用燃料,同时减少排放量。
电动汽车与可再生能源的协调优化周杨;王东华【摘要】In allusion to multi-objective coordinated dispatching for electric vehicles and renewable energy,this paper establi-shes a multi-objective coordinated control model taking minimum load fluctuation of the power distribution network,mini-mum network loss and minimum charging cost of electric vehicle users for objective functions. It also uses quantum particle swarm(PSO)multi-objective searching algorithm for solution and then gets reasonable network accessing numbers of electric vehicles at each time. IEEE-33 node power distribution system is used for simulating experiment and results indicate that it is able to reduce generation intermittent of renewable energy and influence on the power grid by random of network accessing of electric vehicles by taking battery energy storage system of the electric vehicle as cushion for the power grid and renew-able energy,as well as promote maximization of bilateral benefits of grid side and user side.%针对电动汽车和可再生能源之间的多目标协调调度,建立了以配电网负荷波动最小、总网络损耗最小和电动汽车用户充电成本最小为目标函数的多目标协调控制模型,并采用量子粒子群多目标搜索算法进行求解,得到各个时刻电动汽车合理的入网数量。
插电式混合动力汽车能耗优化控制策略的研究秦大同;杨官龙;刘永刚;林毓培【摘要】基于插电式混合动力汽车(PHEV)可以通过外网充电的特性,选取发动机消耗燃油的成本与电机消耗电能的成本之和作为优化目标函数,采用庞特里亚金极小值原理进行优化仿真;研究了PHEV不同工作模式(电量消耗-电量维持模式和混合模式)对能耗经济性的影响;分析了行驶里程、电池荷电状态(SOC)初始值和能量价格比对能量分配控制策略的影响;最终制定了实时优化控制策略并与门限值控制策略进行对比仿真,结果表明,与门限值控制策略相比,采用制定的实时优化控制策略能耗经济性在不同的SOC初始值下都有大幅度的提高.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2015(037)012【总页数】6页(P1366-1370,1377)【关键词】插电式混合动力汽车;行驶里程;能量价格比;电池初始荷电状态;实时优化控制策略【作者】秦大同;杨官龙;刘永刚;林毓培【作者单位】重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆400044;重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆400044;重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆400044;重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆400044【正文语种】中文插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicles, PHEV)是兼备纯电动汽车和混合动力汽车优点的新型汽车,既可通过外部电网对储能装置进行充电,减少加油的次数,降低车辆的使用成本,又可保证汽车的续驶里程,因此得到了汽车企业、科研机构和各国政府的普遍关注。
控制策略作为PHEV控制系统的关键技术,目前大致分为“基于规则的控制策略”、“瞬时优化控制策略”和“全局优化控制策略”3类。
基于规则的控制策略静态分配转矩简单有效,但无法获得最优性能[1-2];瞬时优化控制策略动态分配转矩,可以实现一定的节油率,但无法保证汽车在行驶过程中总的能耗经济性最优[3-4];因此可获得能耗经济性最优的全局优化控制策略受到诸多研究者的重视。
新能源汽车充电设施的能源效率与节能减排随着全球对环境保护意识的提高,新能源汽车的需求正逐渐增加。
新能源汽车充电设施作为新能源汽车的核心支撑系统,其能源效率和节能减排的重要性也逐渐凸显。
本文将从能源效率和节能减排两个方面探讨新能源汽车充电设施的重要性及其对环境的影响。
一、新能源汽车充电设施的能源效率新能源汽车充电设施的能源效率是指其能够将电能有效地转化为车辆可用的动能。
与传统燃油车相比,新能源汽车采用电动机作为动力源,通过电能驱动车辆行驶。
因此,充电设施的能源效率直接关系到新能源汽车的续航里程和行驶性能。
为提高新能源汽车充电设施的能源效率,首先需要优化充电设备的设计和硬件配置。
例如,采用高效率的充电桩和充电线路,减少能量损耗和线路阻抗。
其次,充电设施应具备智能化的管理系统,可实现对充电过程的精确控制,避免能量浪费和不必要的损耗。
最后,新能源汽车充电设施应与智能电网相结合,以充分利用可再生能源和峰谷电价政策,进一步提高能源利用率,减少能源浪费。
二、新能源汽车充电设施的节能减排效果新能源汽车充电设施的节能减排效果是指其相较于传统燃油车,在使用过程中节省能源并减少污染排放的能力。
通过推广新能源汽车充电设施的使用,可以实现以下几个方面的节能减排效果。
首先,新能源汽车充电设施的推广可以减少对传统燃油的需求,从而降低对化石能源的依赖程度。
传统燃油的使用会产生大量的二氧化碳等温室气体,对全球气候变化带来不可忽视的影响。
而新能源汽车所使用的电能大部分来自清洁能源,在使用过程中几乎不产生任何有害气体排放,有效降低温室气体排放量,缓解气候变化问题。
其次,新能源汽车充电设施的推广还可以降低噪音污染。
与传统燃油车相比,新能源汽车采用电动机驱动,运行时噪音较低。
而充电设施的建设和使用过程中,噪音也相对较小。
这不仅能提升城市环境的舒适度,还对于改善居民生活质量具有积极的影响。
此外,新能源汽车充电设施的推广还可以有效降低交通事故的发生率。
3行+,焦Industry Focus新能源插电混合动力汽车整车控制器热管理控制分析陈志鹏!孙兴,杨俊伟(奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009)摘要:插电混动是节能与新能源汽车技术的重要技术路线,其热管理是整车控制系统的重要组成部分$本文以某款插电混动车型开发为例,详细介绍了插电混合动力汽车的整车控制器的热管理控制的各个阶段开发内容,并且将热管理控制系统在实车上进行了验证$关键词:新能源汽车;整车控制器热管理;控制系统开发中图分类号:U469.72文献标志码:A文章编号:1003-8639(2020)12-0032-05Thermal Management System Design of Plug-in Hybrid Electrical VehicleCHEN Zhi-peng,SUN Xing,YANG Jun-wei(Chery Automobile Co.,Ltd.,Wuhu241009,China)Abstract:Plug-in hybrid electrical vehicle is an important technical route of the new energy electrical vehicle technology,the thermal management of the vehicle is an important part of the PHEV control system.This paper takes the development of a plug-in hybrid vehicle as an example,introduces the development of VCU thermal management function of plug-in hybrid electric vehicle at all stages in detail,and verifies the thermal control system on the vehicle.Key words:new energy vehicle;thermal control of vehicle control unit;development of control system陈志鹏(1981-),男,工程师,从事新能源汽车控制系统开发工作。
基于插入式电动汽车与可再生能源的成本控制与减排摘要:电力和交通工业是全球温室气体排放的主要来源。
风能和太阳能等主要的可再生能源可以减少电力行业的温室气体排放(主要来自机组发电)。
同样地,被学者称为GV的下一代可插入式汽车也能减少交通行业的排放,GV包含了可插入式混合动力汽车以及其具有的并网能力。
GV可以被用作负载和能源(小型轻便的发机组),在包含了可再生能源(RESs)的智能电网中也可被看做是储备能源。
在分布式的能源和负载环境中考虑到智能充放电对于要同时实现成本和排放降低的智能电网操作是一项非常复杂的工作。
如果大量的GVs随机的并入电网,高峰负荷将会很大。
为支持交通电气化,传统火电机组的使用将很不经济并对环境造成危害。
将GV作为负载和/或能源的智能调度和控制在发展可持续整合的电力和交通基础设施方面有很大的潜力。
本文通过智能电网中GV和REs的最大利用来实现成本控制与减少排放。
文中介绍了GV应用的可能模型,包括智能电网模型,并且给出了结果。
智能电网模型在REs最大利用以实现电力行业成本控制与减少排放方面显示出了最大潜力。
关键词:约束;成本;排放;可并网电动汽车GV;负荷水平;最优化;插入式电动汽车(PHEVs);可再生能源;智能电网;太阳能发机组;风电场Ⅰ引言全球能源储备快速地下降对经济,环境,工业和社会水平方面的影响是全社会都关注的问题。
电力和能源行业是全球排放的一个主要方面,占到全球CO2排放的40%,其次是交通行业(24%)。
由温室气体排放所造成的气候变化如今被广泛地认知为是一种对人类社会有着严重影响的因素,这些行业需要将上述因素加入到战略计划当中。
新能源的使用可能变得具有吸引力,特别是当如果消费者不仅不用支付机组发电的成本费用,也不用支付由传输,配电以及由环境清理和健康影响所产生的间接费用时。
研究者们正在研究如何能有效率地发出更多的电而又不会造成气候变化或者产生对环境不好影响。
对于能源储备减少以及排放增加的部分解决方案如下:1)分布式可再生能源(REs)的整合2)正在部署的被学者称为GV的新一代插入式汽车,包含了插入式混合动力汽车(PHEVs)和以及其具有的并网能力。
V2G技术在文献【6】有介绍。
V2G是一种能量储存技术,它可以实现能量在车载电池与电网的双向传输。
这增加了电网的灵活性,使其更好地利用具有间歇式特性的可再生能源。
车载电池的充电水平(SoC)依据个人收益以及电网需求可以上下波动。
不同形式的能源整合与研发政策在文献【7】有介绍。
一份来自国家可再生能源实验室(NREL)的技术报告表明PHEVs对于纯CO2排放量的降低有着重大作用。
担心石油安全与储备所造成的油价波动和尾气排放所带来的空气质量问题共同推动着人们对PHEV的兴趣。
促使车主将电能作为能源的经济诱因是相对比较低得电价。
基于PHEVs成本优势,美国电力研究院的一项研究发现PHEVs有着巨大的潜在市场。
但是PHEVs的使用将会增加电网的负荷。
如果峰值负荷激增,就必须建设更多的发机组来供应峰值负荷需求,这样成本花费是巨大的。
交通行业电气化不仅仅需要对现有加油气站的重组,还需要对现有电力基础设施的改进。
PHEVs与EV的研究者主要关注于车载存储能源与电网的互联【10】-【21】。
他们的目的是探究PHEVs与EVs的环境与经济效益来推动其产品市场。
PHEVs与EVS是不能单独地完全解决排放问题的,因为电动汽车需要电能,而发电是废气排放的主要来源之一。
因此,为实现成本控制与减排目的的具有V2G 功能的PHEVs 和EVs 的实际应用的成功,很大程度依赖于RESs 的最大利用。
在一个复杂的智能电网中,需要一种动态优化方法来优化时变的能源(比如RESs 和GVs )。
之后,电力与交通基础设施之间才会很好地融合。
本文的主要贡献有:1)智能和灵活地将GVs 作为负荷,能源或者储备能源;2)证明了在含有RESs 的智能电网中GVs 的高效;3)在智能电网中RESs 的最大利用(通过GVs 利用)来实现成本和排放的降低。
本文组织如下。
建立电力与交通联系的问题的数学证明在第Ⅱ节。
为了最大利用资源和实现成本与排放最小化,在第Ⅲ节提出了一种智能算法。
仿真数据与结果在第Ⅳ节介绍和讨论。
最后,第Ⅴ节做出总结。
Ⅱ 数学建模在提出的模型中,可以观察到如下方面:1)从电力行业出发,RESs (主要包过风能和太阳能)用于减少排放;2)从交通行业出发,GVs 用于减少排放;3)GVs 被巧妙地作为负载,储备能源和小型可携带式电站(S3Ps );4)大型停车场被作为虚拟机组(VPPs );5)车载GV 电脑系统与有关部门通信以获取实时电价并且上传车主的电池SoC 以及车主的偏好。
基于上述系统的功能和特点,采用优化方法生成一种智能调度方案,这种方案具有合适的决策,控制以及智能操作以使GVs 最大化利用RESs ,从而实现在电力与交通行业中电力成本和废气排放的降低 。
一块太阳能光电板的功率输出由式(1)给出,它与光电板的面积A ,光照强度()t μ以及光电板的效率β有关()().t A t P PV βμ= (1)风力机组的出力模型因其机械特性而变得比较复杂。
通常来说,风力机组的出力与风的动能和空气密度成比例,公式由(2)给出,α是Albert Betz 常数, ()t ρ为空气密度, A 为涡轮转子扫描的区域, ()t ν为风速。
其他的风力机组的参数包括切入风速,切出风速,额定风速,典型的数值分别为3.5,25,14mi/s 。
精确数据可以从相关单元的制造商的数据表中获得()()().t A t .t P wind 350ναρ= (2) 风能与太阳能也许满足不了所有的负荷需求,所以需要传统的单元来供应得不到满足的负荷需求。
风能与太阳能都是零排放的。
但是,在电力与交通行业,排放的二氧化碳量与燃料中的碳含量以及燃料的燃烧效率成比例。
所以,在提高运作水平后,以高碳含量为燃料的发机组或者汽车将会产生更多二氧化碳。
其他种类的气体排放(SO 2,NO x 等)同样也会在电力和交通行业被产生。
为了环境友好型地发电,废气排放应该被有效地监测与削减。
本文中,用线性近似模型来计算交通领域里电动汽车的排放:()i i i i i e L e ,L c ⨯=ε (3)()c ε为排放函数,i L 为第i 辆汽车所行驶的路程,i e 为第i 辆汽车每英里的排放量。
非线性精确(复杂)模型可以适用于电力系统。
一般地,排放量可以表示为一个多项式函数,其次数依赖于所需的精度。
本文中,用二次函数来描述排放曲线:()()()()t P t P t P c i i i i i i i 2γβαε++= (4) i α,i β,i γ为i 单元的排放系数。
火机组的燃料成本一般表示为次发机组发电量的二次函数()()()()t P c t P b a t P FC i i i i i i i 2++= (5) i a ,i b ,i c 为发机组i 的精确燃料成本系数。
启动火电机组的启动成本由以下模型表述,它关联与锅炉的温度。
()⎩⎨⎧--=界值当锅炉温度低于某一临界值当锅炉温度高于某一临,t cos c ,t cos h t SC i i i (6)i t cos h -和i t cos c -分别为机组i 热启动与冷启动的成本,且i i t cos h t cos c -≥-。
在将GVs 作为负载或者S3Ps 的系统里,由分布式发电供应的电量必须满足负载需求()t D 以及系统损耗,其定义如下:()()()()()()SS wind N i t N j dep pre vjPV i P S GV ,Losses t D t P P t P t P G V 3112为假如+=+-++∑∑==ψψξ (7)()()()()()()为负载假如S t N j pre dep vj wind N i PVi GV ,P Losses t D t P t P t P G V ∑∑==-++=+++211ψψξ(8)()t P i 为机组i 在t 时段的输出功率,dep pre /ψψ为当前/离开时的SoC ,j v P 为电动汽车j 的功率,ξ为系统效率,()t N G V 2为t 小时内接入电网的GVs 的数量,N 为机组数量。
仅仅经过注册的GVs 参与到智能控制。
这些GVs 的车主选择将其车辆的电池参与到V2G 的交互中。
所有经过注册的车辆(数量为()t N G V 2)在一个预定的调控时段H 内参与到智能调控:().N t Nm a xG V Ht G V 212=∑= (9) 为了维持系统可靠性,需要适当的旋转备用其中()t P max i 与()t R 分别为i 机组在t 时段考虑机组的爬坡速率以及系统的旋转备用时的最大出力约束。
每一机组都有发电范围,表示如下:().P t P P m a x i i m i n i ≤≤ (12)确保电池储能消耗水平高于某一最低水品并且低于某一最高充电水平可以保证电池的使用寿命().P t P P vj max vj vj min ψψ≤≤ (13)在所介绍的模型中,排放(4)和发电成本(5)以及(6)为智能控制的目标函数,负荷平衡(7)和(8),注册电动汽车的数量(9),可靠的存储备用(10)和(11),发电容量约束(12),SoC,系统效率,停车场场地限制等等都是约束。
因此,智能电网环境中典型的成本-排放优化目标函数如下:()()()()()()()()()()()[]()∑∑==+--+=⨯+-+⨯=N i i H t i i i e ii i i c e c N ,t I t I t P C W t I SC t P FC W Emission W Up Start Fuel W TCmint G V i 11112εψ (14)服从(7)-(13)约束条件。
()t I i 与()t N G V 2分别为机组开/关的决策变量和t 时段里连入电网的GVs 的数量。
i ψ为机组i 的排放惩罚因子。
权重因子c W 与e W 用于增加系统的灵活性。
Ⅲ 成本与排放优化优化算法需要操作大量的加入智能电网的GVs 以实现最大化利用RESs ,从而将成本与排放降低到较优的水平。
本文利用粒子群优化算法(PSO )来实现成本与排放的最小化。
PSO 是一种基于鸟群和鱼群行为的仿生启发式算法,类似于其他的基于群体进化的算法。
每个可能解称为一个粒子,在一个多维搜索空间中以一定的速度飞行,并根据自身与其他粒子的飞行经验动态调整速度。
本文中优化问题采用二进制和整数PSOs 以减少搜索空间的规模。
发电机组与GVs 分别用二进制与整数表示。