基于双重粒子群算法的电动汽车参与配网优化调度

研究电动汽车参与含分布式光伏电源的配电系统的协同调度问题. 首先,建立了分布式光伏和电动汽车充电负荷的数学模型,给出了两种协同调度策略:电动汽车充电位置优化和电动汽车充电时段优化. 优化模型以配电系统网损最小为目标,分别就充电地址不固定和固定两种情况进行优化. 然后,使用蒙特卡洛法对电动汽车充电负荷情况进行模拟,使用双重粒子群算法对优化模型进行最优求解. 最后,用一个33节点系统作为算例系统对所提出的调度策略进行仿真验证,证明了优化策略能平抑电网波动,减少配电系统网损.     

基于差分进化算法的多目标优化V2B2模式的调度策略

分布式可再生能源的配置提高了家庭微电网的调度空间,有利于能源结构的改善,但同时也对主电网的稳定性构成了挑战。针对这一现状,提出了一种基于差分进化算法的多目标优化V2B2模式的调度策略。该方法基于电动汽车的移动性,利用电动汽车和蓄电池的充放电功率,实现了2个不同地理位置下微电网的统一调度,在优化用电成本的基础上,着重于光伏发电的储存和使用,由此降低光伏波动对主电网的影响。采用上海地区相关数据进行实验,结果证明,该方案在降低用电成本、提高光伏自消耗率以及降低负荷峰谷差方面均取得了良好的效果。     

考虑电动汽车参与的电力系统发电与备用协同风险决策模型

随着电动汽车的广泛普及与充电设施的不断完善,电动汽车与电网交互技术日益成熟,电动汽车参与电力系统发电与备用协同决策体现出良好的应用前景。考虑了电动汽车接入下电力系统发电与备用决策中问题中的可能发生的电动汽车违约、电源停运、可再生电源及负荷预测偏差等不确定因素,引入风险测度理论中的WCVaR指标构建了基于风险测度理论的发电与备用协同风险决策模型,以22节点系统为基础建立含电动汽车与光伏接入的仿真算例,分析了不同置信水平组合对结果的影响,仿真结果表明,所提模型可有效应对各随机因素可能造成极高成本的运行风险。     

电动汽车充放电模式对电网日负荷的影响

根据传统汽车的行驶特性,分析各类电动汽车充电行为的影响因素,考虑在3种充放电模式下电动汽车的充放电方式、电池特性、充放电时间及充电成本等因素,建立基于蒙特卡罗模拟法的规模化电动汽车在不同充放电模式下的日负荷模型. 分析结果表明,电动汽车无序充电会导致电网峰谷差率增加,单向有序充电则可在一定程度上实现“填谷”目标,而双向有序充放电模式下的电动汽车负荷可以更好地平抑电网负荷波动,缓解电力紧张,并给用户带来一定的经济收益.     

随机电源与确定电源协同调度综述

风能、太阳能等可再生能源具有随机性和间歇性的特点,大规模接入可再生能源接入电网将对电力系统产生诸多负面影响,如造成电压、频率波动,线路潮流越限等,导致供电质量无法得到保障。为了应对可再生能源接入所带来的挑战,该文系统地综述可再生能源接入对传统电网的影响,提出预测阶段、提前计划阶段和实时调度阶段3个层次的应对方法,探讨协同应对提高含可再生能源电力系统的可控性和可再生能源接入容量。最后,展望可再生能源接入方法的发展方向,指出具有经济性、鲁棒性的可再生能源接入策略,并预测可再生能源与主动负荷的协同调度将会成为未来的研究热点。     

计及EV与可再生能源的家庭微电网能源管理系统

家庭微电网中包含光伏和电动汽车等不确定性电源和负载,没有合理的能源管理策略容易导致家庭微电网失稳.在V2 G系统中构造了一个同时考虑电动汽车、住宅、电池和可再生能源发电系统的模型.在电动汽车充放电的约束条件下,制定了住宅与微型燃气轮机的发电计划,提出了一种动态能源管理方法.最后通过仿真对所提家庭微电网能源管理策略进行验证,通过对比电动汽车随机充电和有序充放电情况下微电网的等效负荷以及储能运行情况,验证了约束电池的充电状态前提下的能源管理方案的合理性.     

考虑电动汽车用户行为特性的电力系统经济调度

随着电动汽车的普及,电动汽车充电行为对电网的影响日益突出,大规模电动汽车的无秩序充电将会对电网的安全可靠与经济调度造成较为严峻的负面影响。在此背景下,考虑电动汽车用户行为特性,进行电力系统经济调度问题研究。首先,以实测数据为基础,考虑电动汽车充电的不确定性,分析充电起始时间和持续时间,得到电动汽车充电负荷的时间分布。然后,以系统的煤耗成本与阀点效应成本之和最低为目标函数,并采用罚函数法将约束条件引入其中,建立计及电动汽车充电的电力系统经济调度模型。最后,对电动汽车的不同充电行为,采用布谷鸟搜索算法分别对其进行实例仿真,验证所提模型的正确性,并分析电动汽车不同充电行为对系统的影响。     

基于EMA的电动汽车协同调度策略研究

针对大规模电动汽车接入电网无序充电的问题,本文以充电站收益和电动汽车用户收益最大为主要目标,以电动汽车充放电功率和电池电量不超过允许范围为约束条件,建立了电动汽车调度模型,采用演化膜优化算法对模型进行求解,同时以某市历史电网负荷参数为例进行分析。算例分析表明,通过充电站和电动汽车用户协同调度,电动汽车充放电可使充电站和电动汽车用户同时获取最大收益。若按算例中汽车日行驶规律计,使用电动汽车的用户每日可获益约29元,且电动汽车数量的增大有利于电网负荷峰谷差的减小。该研究对大规模电动汽车入网的协同调度策略具有一定参考价值。     

热电联产型家庭能源枢纽调度优化模型研究

为改进现有能源利用方式并减少能源支付成本,本文提出了一个由电动汽车、光伏系统和储能系统等组成的热电联产型家庭能源枢纽模型。以能源支付成本最小化为目标,对所提出的模型进行优化调度。通过控制响应电器的能耗,调度电动汽车和储能系统的充放电,协调光伏出力来确定能源枢纽的最佳运行模式,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。为证明模型的合理性和有效性,以某地区智能电网环境下冬季家庭负荷数据作为仿真算例进行验证。仿真结果表明,在电价最高的11∶00~16∶00时段,天然气全部分配给CHP用以转化为电能和热能,减少了从电网的购电量,节约了成本。该研究减少了家庭能源支付费用,为智能家庭能源消费的优化调度提供了理论依据。     

考虑风电消纳的电动汽车有序充电策略研究

电动汽车的电池作为电能的储能载体,不仅可以提供清洁能源,还可以在集中充电的方式下采用相应的调度策略消纳风电。电动汽车采用换电模式的背景下,以充电站内单一电池各时刻的充放电状态为控制对象,以抑制负荷波动为目标函数,建立调度策略数学模型,并采用改进的离散二进制粒子群算法(BPSO)求解,得到充电站调度优化策略。典型城市日负荷仿真分析结果表明:该有序充电调度策略能有效抑制风电波动对电网稳定的影响,具有"削峰填谷"作用。     

面向大规模电动汽车并网的需求侧管理方案对比分析

电动汽车充电在时间和空间上都存在着不确定性,大量的电动汽车接入电网可能导致电网负荷的明显波动,影响系统运行效率及安全稳定性,因此有必要研究电动汽车接入电网的运行规律并对其实施需求侧管理。以插电式混合动力汽车为研究对象,针对大规模电动汽车并网充电提出两种需求侧管理方案:基于中央调度程序的二次规划调度方法和基于能量限制器和功率限制器的多智能体系统调度方法,并对某典型地区配电网中的电动汽车进行仿真分析,评估和量化插电式混合动力汽车入网引起的负荷需求增长问题。算例结果从最优性、适应性和可扩展性三个方面说明多智能体调度方法优于二次规划调度方法。     

考虑用户满意度的电动汽车双层充放电调度研究

针对规模化电动汽车随机接入电网的能量调度问题,提出考虑用户满意度的电动汽车双层充放电调度模型。其中,上层模型以配电网负荷方差最小为目标,并考虑调度中心与代理商的互动因素;下层模型以两阶段调度策略为基础,在代理商跟随配电网调度计划的前提下,注重提高用户满意度。采用粒子群算法对调度模型进行分析,结果表明:所建模型不仅能很好地平抑负荷波动,还可有效提高用户满意度。     

需求响应下基于电动汽车负荷聚合商的充放电电价与时段研究

目前我国因风电与光伏发电产生的可再生能渗透率增高，导致灵活性资源匮乏问题日益突出，因风电和光伏等新能源发电的波动性和不确定性导致电网调峰及保供安全存在较大压力，同时电力市场机制没有完全建设起来，电价市场化机制不够成熟，需求侧响应资源没有被积极的调动。随着我国电动汽车保有量的不断增高，同时电动汽车的无序入网会造成“峰上加峰”的不良影响，因此可以合理安排电动汽车进行有序入网参与需求响应，文中首先介绍了电动汽车参与需求响应产生的积极影响；其次，探究了电动汽车参与需求相应的方式，并确定了以聚合商的方式参与需求响应；然后，设计了电动汽车聚合商的有序充放电策略，提出了电动汽车负荷聚合商参与需求响应的思路，构建了需求响应的交易机制；最后以电动汽车用户、电动汽车负荷聚合商平台与电网共同获益为目标，制定了电动汽车充放电的上下限，并运用数值模拟进行验证，结果表明，在电动汽车聚合商的模式下，通过充放电电价引导用户对充电时段的选择，可以实现三方获益的目标，并且对实现电网系统“削峰填谷”具有一定的效果。     

大规模可再生能源电解水制氢合成氨关键技术与应用研究进展

新能源的快速发展为电力和化工行业带来了机遇和挑战，一方面，由于可再生能源电力消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费，另一方面，以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨，可以极大地减少化工行业的碳排放。因此，利用水力、光伏等可再生能源电解水制氢，为合成氨提供绿色原料，可显著提升可再生能源消纳能力，降低能耗与碳排放，服务国家“碳达峰、碳中和”目标。然而，可再生能源电力电量的波动性难以适配传统合成氨生产过程的平稳性要求，大规模可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究突破适应可再生能源波动特性的大规模电解水制氢合成氨系统的集成与调控关键技术。对此，本文首先对可再生能源电解水制氢合成氨的工艺组成及过程进行介绍，包括电解水制氢工段、压缩缓冲工段、化工合成氨工段，进而提出该系统建设的关键技术体系，包括可再生能源波动条件下的合成氨工艺流程优化和柔性调控技术、考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术、计及可再生能源波动性与化工多稳态特性的“源-网-氢-氨”的全系统协同控制技术、计及电、氢、氨等要素的全方位安全防护与市场运营机制。针对适用于柔性生产的合成氨工艺优化及多工段协同调控技术，在考虑氢储供量与催化剂性能下，综合合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等子系统开发了合成氨高保真代理模型；研究了可再生能源供给和市场需求波动下，充分考虑操作安全性和过程经济性的电解水制氢合成氨各子系统的适配方案与协同控制技术。针对大规模电制水制氢系统模块化集成和集群动态控制技术，基于奇异摄动和代理模型技术研究了集群系统多时间尺度时域仿真方法，建立了电解集群系统多物理耦合状态空间模型；综合考虑了模块启停组合调度、模块间功率分配调度及模块自身灵活调节，计及安全运行区间及电热气接口特性约束，以提高氢产量、提升能量利用效率、改善水光电源消纳和跟踪电网调峰调频指令为目标，构建了集群系统多目标分层调度与控制模型。针对氢能参与电网的全系统协同控制技术，研究了水光互补发电、电制氢、储氢、合成氨、储氨多工段间稳态运行特性的多工段间灵活运行方法，以及电制氢合成氨系统柔性动态协同控制方法；综合采用了静态等值和参数聚合等方法降维和等值电制氢合成氨系统仿真模型，研究了源网氢氨协同提升系统安全稳定性的优化控制方法和技术指标；结合电网调频和调峰特性，研究了电制氢合成氨系统参与电力辅助服务的策略。建设大规模可再生能源电解水制氢合成氨系统，提高可再生能源本地消纳率和并网调度友好性，降低化工碳排放，具有显著社会效益和战略意义。     

大规模电动汽车接入电网的分析

电动汽车在减少化石燃料消耗和二氧化碳排放方面有着重要的意义.越来越多的电动汽车接入电网,对电力系统尤其是对中低压系统的影响成为国内外研究热点.介绍电动汽车的基本结构和特点;讨论大规模电动汽车接入电网的影响;分析电动汽车的储能特性为可再生能源发电接入提供的机遇;总结大规模电动汽车接入电力系统的关键技术问题,为大规模电动汽...     

分布式光伏无缝切换控制策略仿真与研究

为解决分布式光伏发电并网时对大电网产生的冲击,在分布式光伏发电系统中加入储能系统,形成混合发电系统,整个系统采用直流微网形式,仅使用一个双向DC/AC换流器,减少了电能损失和控制复杂度。光伏控制采用最大功率跟踪法。换流器并网时采用PQ控制,可平抑光伏功率波动,提高系统稳定性;独立运行时采用V/f控制,为交流侧提供电压和频率参考,蓄电池保证重要负荷的电源供应,实现混合系统与大电网的无缝切换。最后,通过对光伏发电系统不同运行模式转换进行建模仿真,验证了控制策略的有效性。     

基于虚拟同步发电机的光-储调频控制策略研究

太阳能光伏发电作为一种可再生能源发电在电网中渗透率不断升高,与此同时,对于系统稳定性的影响也越来越不得忽视。首先,对光伏发电系统输出特性进行分析。针对光伏并网发电在遇到频率波动时不具备惯性和调频能力的问题,提出了应用储能补偿系统的调频需求,通过对储能逆变器采用虚拟同步发电机控制策略,使光-储作为一整体对外具备类似同步发电机特性,同时该系统还拥有保证光伏对外输出功率稳定的能力。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了所提出调频控制策略的有效性。     

基于MDP及激励需求响应的电动汽车有序充电控制

电动汽车充电行为的不确定性及随机性使充电负荷短时间内大量接入电网从而导致较大的负荷波动,同时,电动汽车的无序充电行为,不能在分时电价的条件下保证充电用户的利益.为缓解这些问题带来的负面影响,首先,基于强化学习中马尔科夫决策过程(MDP)分析电动汽车的充电行为;然后,构造激励函数引导电动汽车根据电网供电裕度进行充电选择,得出同时满足负荷波动最小和用户花费最小的有序充电策略;最后,通过蒙特卡洛方法模拟电动汽车充电情况.有序充电仿真结果表明,该策略能有效地改善负荷叠加曲线,起到削峰填谷作用,并减少用户充电花费.     

基于MDP及激励需求响应的电动汽车有序充电控制

电动汽车充电行为的不确定性及随机性使充电负荷短时间内大量接入电网从而导致较大的负荷波动,同时,电动汽车的无序充电行为,不能在分时电价的条件下保证充电用户的利益.为缓解这些问题带来的负面影响,首先,基于强化学习中马尔科夫决策过程(MDP)分析电动汽车的充电行为;然后,构造激励函数引导电动汽车根据电网供电裕度进行充电选择,得出同时满足负荷波动最小和用户花费最小的有序充电策略;最后,通过蒙特卡洛方法模拟电动汽车充电情况.有序充电仿真结果表明,该策略能有效地改善负荷叠加曲线,起到削峰填谷作用,并减少用户充电花费.     

计及电动汽车自由充电的负荷需求

电动汽车规模化应用后,其充电功率需求将会对原有的电网负荷产生很大的影响.对不同类型的电动汽车不同的充电功率,采用蒙特卡洛法抽取起始充电时间和日行驶里程来计算电动汽车的充电负荷,给出了多台汽车的充电负荷曲线.以某市夏季日负荷曲线为例,计算出不同规模电动汽车对原负荷曲线的影响.结果表明,电动汽车的自由充电特性使电网的峰荷产生了一定的增长.