基于电动汽车与温控负荷的电力系统协同频率控制策略

本文以电动汽车、温控负荷为控制对象,提出了一种电力系统调频控制策略。首先研究了电动汽车的负荷响应特性,给出了一种基于实时荷电状态排序的电动汽车频率控制策略。其次研究了温控负荷的动态特性,给出了一种基于温度排序的温控负荷频率控制策略。基于两种负荷的负荷特性,提出一种基于电动汽车与温控负荷的协同频率控制策略。通过调整两种负荷的负荷量,支撑系统有功平衡,达到频率控制的目的。最后利用典型的单机电力系统模型验证了系统发生大扰动时控制策略的有效性。     

含不确定源荷虚拟电厂参与需求响应优化控制方法

在新能源和电力负荷快速发展的背景下,传统的优化调度渐渐满足不了负荷调度的需求。基于市场环境下的虚拟电厂运营架构,本文分析了储能、可平移和可削减负荷、可控电源及电动汽车等典型可控单元的约束模型,提出了一种考虑源荷不确定的虚拟电厂参与电网需求响应优化控制方法。该方法以虚拟电厂内平抑波动和供需平衡为约束,对虚拟电厂内"全资源池"及虚拟电厂系统内部各单元之间的功率进行分配和协调,实现虚拟电厂参与电网的有效响应。最后,通过算例验证了本文方法的有效性。     

考虑广义储能集群参与的配电网协同控制策略

随着需求响应技术的发展,温控负荷、电动汽车等具有灵活调控特性的需求侧资源可作为广义储能参与孤岛配电网的功率波动平抑控制。文章面向空调与电动汽车两类典型的广义储能,提出一种考虑广义储能集群参与的配电网协同控制策略。首先,以负荷聚合商作为控制中心,构建了多元广义储能集群控制架构;其次,分别建立了空调集群与电动汽车集群的广义储能控制模型,在空调群内,计及各空调受控次数的差异,提出改进温度优先序列控制策略,在电动汽车群内,提出了基于荷电状态的功率分配策略;随后,根据空调集群与电动汽车集群的功率响应特性,提出了一种基于低通滤波的多元广义储能协同控制策略;最后,基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略

为促进风电在电网中的消纳吸收,提出了考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略。首先对单体电动汽车入网后的储能特性进行精细化建模,充分考虑储能容量对不同荷电状态(SOC)的电动汽车有功响应能力的约束,在此基础上构建了电动汽车集群储能能力评估模型;进而针对多个电动汽车集群的协同控制,提出了考虑集群储能能力差异性的联络线功率波动平抑控制策略。该策略根据SOC自适应算法,在考虑各电动汽车响应能力约束的基础上,根据自身SOC水平确定各电动汽车的目标功率值,从而充分利用电动汽车与电网交换功率的连续调节能力;同时,该策略提出2种不同的交换功率控制方法,并探究不同方法在减少放电过程方面的差异性。最后,算例中利用电动汽车集群储能能力平抑联络线的功率波动,仿真结果验证了所提出的电动汽车集群储能能力评估模型和平抑控制策略的有效性。     

温控负荷提供电力系统辅助服务的关键技术综述

温控负荷能够向电力系统提供多种辅助服务,在提高系统稳定运行能力的同时减少碳排放量,因而已成为国内外研究的关注热点。文中结合国内外研究成果,从参与机制、聚合模型、响应特性、终端层控制方法及架构、电网层控制策略5个方面对温控负荷提供电力系统辅助服务的关键技术进行综述。温控负荷的响应特性和终端层控制方法是构建和落实温控负荷多种控制策略的基础。文中以响应潜力、响应速度以及调控时间尺度为视角对温控负荷的响应特性进行分析,着重从控制与优化的角度对电网调度中的温控负荷控制策略进行分类与介绍。最后,结合“双碳”发展目标对温控负荷进一步的研究方向进行了展望。     

基于协同免疫量子粒子群优化算法的虚拟电厂双层博弈模型

为了充分利用电动汽车（electric vehicle，EV）大规模的储能优势与代理聚合商在电力市场灵活购售电优势，以此弥补虚拟电厂（virtual power plant，VPP）内部供需不平衡情况，构建电动汽车参与的虚拟电厂双层博弈模型，对虚拟电厂同时进行内外部优化。首先，构建上层代理聚合商虚拟电厂完全信息动态博弈模型进行虚拟电厂外部优化；其次，构建虚拟电厂电动汽车聚合商合作博弈模型进行虚拟电厂内部优化，并利用改进的Shapley值分配虚拟电厂与电动汽车聚合商的合作收益；最后，以集成风电机组、可控负荷、储能电池、用户、电动汽车的虚拟电厂进行算例分析，采取协同免疫量子粒子群优化（coevolutionary immune quantum partical swarm optimization，CIQPSO）算法搜寻最优解。算例结果表明，电动汽车参与虚拟电厂能够同时提高两者的经济效益，提高虚拟电厂内部供需平衡能力。     

考虑电动汽车虚拟储能的高渗透配电网鲁棒优化调度

针对可再生分布式电源和电动汽车大量接入后给配电网带来的挑战,提出了一种综合考虑电动汽车接入随机性和分布式电源出力不确定性的鲁棒优化调度模型.首先,分析了分布式电源与电动汽车负荷的协同特性,结合电动汽车充放电管理方法与各类电动汽车的停驶特点,建立了可供调度的电动汽车虚拟储能容量估算模型;然后,利用鲁棒随机优化理论描述风光不确定性,以净负荷波动最小和电动汽车用能成本最低为目标函数,构造了优化调度模型及求解算法.最后,以某配电网为算例对所提模型与算法进行验证,结果表明:对电动汽车的充放电价格、功率及时间进行集中优化调控,能够达到协同可再生能源出力、平抑负荷波动的目的,削峰填谷效果显著.     

基于电动汽车能效电厂的系统频率控制策略

随着可再生能源大量接入电网,其间歇性不稳定的出力特征对电网频率稳定提出了严峻挑战。电动汽车作为可控负荷,能够组成需求侧能效电厂参与系统辅助服务,为电网提供频率调节服务。为此,提出了一种基于电动汽车能效电厂的系统频率控制策略。首先,构建了单体电动汽车的可控域,用于判断汽车能否参与频率控制;其次,定义状态标识SOB(state of battery)来描述电动汽车的响应容量;最后,提出了基于SOB排序的频率控制策略。仿真结果表明,所提出的控制策略能够有效抑制风电出力造成的电网频率波动,同时满足电动汽车用户的交通出行需求。     

基于虚拟电厂优化算法的负荷聚合商收益分析

针对大量分布式电源接入电网带来的配电网调度和控制问题,和电网日益严重的峰谷差问题,需求响应成为电网调控的必要手段.负荷聚合商通过虚拟电厂技术,将热电联产、光伏、分布式储能、可中断负荷等分布式资源进行聚合,挖掘可控负荷和储能的需求响应价值,实现了区域配电网的源-网-荷协调优化控制机制.首先建立虚拟电厂双层优化模型,上层以负荷聚合商收益最大为最优目标,以各分布式资源自身限制等为约束条件,下层以储能和可中断负荷自身收益最大化为最优目标,以储能和可中断负荷自身限制为约束条件,采用CPLEX求解器进行求解.然后,对单纯价格型需求响应、各主体独自参与激励型需求响应、以虚拟电厂形式参与激励型需求响应3种形式下的负荷聚合商、储能装置、用户的效益进行了分析.最后,通过计算结果的效益分析,证明了此应用场景下以虚拟电厂方式参与激励型需求响应能提升负荷聚合商和储能装置的经济收益.     

考虑V2B智慧充电桩群的低碳楼宇优化调度

建筑减排是实现中国碳达峰和碳中和目标的重要途径,而丰富的负荷侧调控手段是新型电力系统的发展趋势和要求.提出了一种高比例光伏接入的低碳楼宇电能管理框架,楼宇可控负荷包含电动汽车智慧充电桩群和温控负荷.考虑用户响应度和楼宇用电最大需量约束,建立了基于电动汽车接入楼宇(V2B)技术的电动汽车智慧充电桩群模型和基于舒适度范围的温控负荷模型,以购电费用与激励费用之和最小为目标,求解楼宇的日发用电计划.基于碳减排量,设计了需求侧的环境友好评估指标,用于衡量楼宇的节能效果.以两部制分时电价为背景,选取夏季高温日的办公楼宇为算例,验证所建模型在极端天气下的电能调控能力.结果表明所建模型能有效降低楼宇的月度需量阈值,同时通过空调节能和光伏利用等措施显著降低了楼宇的碳排放量.