开放电力市场下电动汽车并网技术

《开放电力市场下电动汽车并网技术》包括电动汽车的充电、预测、功率调节、阻塞管理以及电力市场等。本书共分11章，内容包括汽车电气化、电动汽车与当前北欧电力市场、未来电力市场模式下的电动汽车、综合电力交通系统的投资与运营、电动汽车优化充电的动态规划方法、电动汽车组合管理、电动汽车调节功率分析、源于电动汽车的调频备用容量与电压支撑、电动汽车电池的运行和退化问题、考虑电动汽车阻塞管理的日前电价、电动汽车并网对配电网的影响研究等。其中重点介绍了未来电力市场模式下的电动汽车形态、电力交通系统的投资与运行、电动汽车调节功率分析和对配电网的影响等内容，以简练的语言和代表性的实例向读者介绍了开放电力市场下电动汽车并网技术，为初识电力市场下电动汽车并网的读者提供指导。《开放电力市场下电动汽车并网技术》内容优选、体系合理、讲解详尽、深入浅出、文字流畅、通俗易懂，是初学者了解电力市场背景下的电动汽车并网的理想教材，既可以作为理工科院校电力系统、车辆工程等专业的教材，也可供电力、电工、汽车领域的科研人员参考。

吴秋伟，丹麦科技大学电气工程系博士生导师、副教授。2000年和2003年在南京理工大学获得电气工程专业学士和电力系统及其自动化专业硕士学位。2009年在南洋理工大学获得电力系统工程专业博士学位。2008年3月至2009年10月，在维斯塔斯新加坡研发中心担任高级研发工程师。2009年11月至2010年10月在丹麦科技大学攻读博士后。吴博士2012年2月到5月在加州大学伯克利分校担任访问学者，与Oren教授开展配电网节点电价的研究；2013年11月在挪威能源研究所SINTEF Energy担任访问学者，开展电动汽车并网对北欧电网影响的研究；2017年11月至2018年10月获得丹麦Otto Monsted基金的资助，在哈佛大学工程与应用科学学院哈佛中国项目组担任访问学者。吴博士的研究方向为高比例可再生能源并网后电力系统运行与控制，包括风力发电建模与控制、主动配电网优化运行、综合能源系统运行与实时控制。他已经发表了92篇SCI期刊论文、25篇其他期刊论文和73篇会议论文。

译者序
原书前言
缩略语表
第1章汽车电气化：两种方案下的政策驱动及影响1
1.1引言1
1.2政策驱动因素、政策与目标2
1.2.1芬兰5
1.2.2瑞典6
1.2.3丹麦7
1.2.4挪威8
1.2.5北欧国家对比9
1.3场景与环境影响评价10
1.4BEV和PHEV突破性进展的未来政策驱动14
1.4.1创业活动15
1.4.2知识发展和知识传播16
1.4.3积极的外部影响16
1.4.4资源调动16
1.4.5指南17
1.4.6创建市场17
1.4.7合法性20
1.4.8实体化20
1.5结果与总结20
致谢22
参考文献22
第2章电动汽车与当前北欧电力市场28
2.1引言28
2.2电动汽车的电力消费29
2.2.1电动汽车的典型能耗29
2.2.2电网的潜在挑战29
2.3市场参与者32
2.3.1电力用户：私家车主32
2.3.2配电系统运营商/电网公司33
2.3.3电力零售商33
2.3.4发电商33
2.3.5车队运营商33
2.3.6输电系统运营商33
2.3.7北欧电力交易所34
2.4北欧电力市场34
2.4.1现货市场与金融市场35
2.4.2日内市场36
2.4.3调节功率市场36
2.4.4北欧调节功率市场的未来发展38
2.5电价38
2.6需求响应的售电产品40
2.7不同电力市场中的电动汽车41
参考文献45
第3章未来电力市场模式下的电动汽车46
3.1引言46
3.2概述46
3.2.1现货市场46
3.2.2调节功率市场47
3.2.3自动备用容量47
3.2.4配电网阻塞47
3.2.5配电系统运营商的角色47
3.3适用于电动汽车并网的调节功率与备用容量候选市场48
3.4电动汽车并网的候选电力市场模式56
3.4.1节点电价（输电网中的节点电价）56
3.4.2综合竞标57
3.5配电网阻塞管理59
参考文献69
第4章综合电力交通系统的投资与运营70
4.1引言70
4.2道路交通系统71
4.2.1未来道路交通系统及其与电力系统并网展望71
4.3能源系统分析模型Balmorel72
4.4电动汽车模型72
4.4.1假设73
4.4.2成本74
4.4.3交通需求75
4.4.4功率流75
4.4.5可变负荷系数80
4.4.6BEV80
4.4.7电动汽车对容量可信度方程的有利影响80
4.5案例分析81
4.5.1车辆技术83
4.5.2行驶模式与插电模式83
4.6场景86
4.7结果87
4.8电动汽车对于容量可信度方程的影响结果92
4.9讨论与总结94
4.10结论95
参考文献95
第５章电动汽车优化充电的动态规划方法97
5.1引言97
5.2混合动力电动汽车98
5.3市场条件下的优化充电99
5.4动态规划100
5.5车队运营101
5.6电价102
5.6.1电价的马尔可夫链102
5.6.2电价-负荷相关性102
5.7行驶模式103
5.7.1车辆聚类103
5.8丹麦案例分析104
5.9很优充电模式105
5.9.1单一车辆运营105
5.9.2车队运营108
5.10讨论与总结110
致谢111
参考文献111
第６章电动汽车组合管理112
6.1引言112
6.2电动汽车模型和充电策略112
6.2.1系统设定112
6.2.2电池建模114
6.2.3充电策略115
6.3电动汽车车队管理案例研究121
6.3.1系统描述121
6.3.2场景描述126
6.3.3充电方法案例分析结论131
6.3.4未来的影响132
参考文献132
第７章电动汽车调节功率分析133
7.1引言133
7.2电动汽车并网的行驶模式分析133
7.2.1行驶距离分析134
7.2.2电动汽车可用性分析137
7.3基于现货价格的电动汽车充电计划139
7.3.1基于现货价格的电动汽车充电计划140
7.3.2基于现货价格的智能充电方案143
7.4电动汽车调节功率分析144
7.4.1调节功率需求及电价分析144
7.4.2电动汽车并网调节功率容量的分析146
7.4.3电动汽车调节功率的经济效益151
7.5结论153
参考文献154
第8章源于电动汽车的调频备用容量与电压支撑155
8.1引言155
8.2电力系统辅助服务155
8.3电动汽车支撑风电并网156
8.4电动汽车作为调频备用容量157
8.4.1一次调频备用容量158
8.4.2二次调频备用容量160
8.4.3三次调频备用容量163
8.5电力系统中的电压支撑和电动汽车并网趋势164
8.6结论164
致谢164
参考文献165
第9章电动汽车电池的运行和退化问题167
9.1引言167
9.2电池建模和验证技术168
9.2.1背景168
9.2.2实验测试技术169
9.2.3电池模块退化178
9.2.4试验设置和结果179
9.3电动汽车电池的热效应与退化181
9.4电池等效电路模型190
9.4.1电池建模：动态性能190
9.4.2文献中描述的电池单元模型191
9.4.3电池模型在MATLAB中的实现192
9.4.4模型参数设定与验证196
参考文献198
第10章考虑电动汽车阻塞管理的日前电价200
10.1引言200
10.1.1电力系统阻塞200
10.1.2协调式电动汽车充电202
10.2动态电价概念204
10.2.1动态电价框架206
10.2.2动态电价计算207
10.2.3电动汽车很优充电管理211
10.3案例分析212
10.3.1车辆行驶数据212
10.3.2电动汽车车队特性213
10.3.3电价概况214
10.3.4电网214
10.3.5软件和案例参数研究215
10.3.6案例分析结果216
10.4结论221
参考文献221
第11章电动汽车并网对配电网的影响研究223
11.1引言223
11.2研究方法与场景223
11.2.1电动汽车并网影响的电网模型224
11.2.2电力需求数据224
11.2.3电动汽车需求数据224
11.2.4电网中的电动汽车分布225
11.2.5负荷约束2251
1.2.6局限性226
11.3博恩霍尔姆岛电力系统226
11.3.1博恩霍尔姆岛电力系统概述226
11.3.2Power Factory中的博恩霍尔姆岛电力系统模型227
11.4常规需求曲线建模230
11.5对0.4kV电网的影响研究234
11.6对10kV电网的影响研究237
11.7对60kV电网的影响研究240
11.8结论244
参考文献245