计及电动汽车渗透率的台区负荷预测研究

大量电动汽车接入给配网台区负荷带来了巨大的影响,为了更好地进行配电台区的负荷调度和扩容规划,研究计及电动汽车渗透率的台区负荷预测。首先对多源的负荷预测数据进行缺失、重复、异常预处理并对处理后的数据进行负荷聚类分析;然后分析电动汽车渗透率对台区负荷的影响并建立相应的负荷预测模型;接着建立基于ANFIS-RBF算法的台区负荷预测算法,并采用某地实际模型和数据进行台区负荷预测实例仿真,分析不同电动汽车渗透率下的台区负荷预测结果并验证本文所提算法的优越性。     

基于直流线路的低压配电网随机负荷转供方法

随着电动汽车的使用,配电网负荷随机性增加且负荷量增加,当前配电网结构可能无法与负荷的发展相适应。而分布式电源的接入使得部分用电需求较小的配电台区出现了电量剩余。对于地理位置上临近的配电台区,可通过互联线路减轻部分重载台区的负荷,降低随机负荷波动对单个台区的影响。交流互联线路往往存在负荷转功率低的缺陷,且易造成电磁环网,带来网络结构复杂、运行困难等问题。为此,文中提出一种利用直流互联线路实现低压配电台区负荷平衡的方法,采用功率解耦控制方法将负荷在台区之间按照配电变压器容量进行平衡,以降低部分台区的负荷率,同时实现分布式电源功率在低压配电台区的就地消纳。     

考虑源荷不确定性的交直流配电台区日前优化调度

用户侧分布式光伏和电动汽车数量不断增加,其功率不确定性会引起台区负荷尖峰、电压越限等问题,给台区运行调度带来较大困难。将部分交流线路改造为直流线路、通过换流器将具有不同源荷特性的台区柔性互联,可实现分布式电源和负荷的互补消纳。提出考虑源荷不确定性的低压交直流配电台区日前优化调度方法,通过Beta分布和高斯分布刻画分布式光伏和电动汽车的不确定性,在此基础上,基于机会约束优化建立交直流台区优化调度模型,以提高台区运行经济效益、降低系统电压波动为目标,优化交直流配电台区的功率分布状态。模型通过量子粒子群算法进行求解。算例结果表明,所提方法能够有效降低交直流配电台区运行损耗,提高经济效益,平抑系统电压波动。     

电动汽车储能式直流快速充电站系统集成设计研究

随着电动汽车的不断推广,充分解决未来电动汽车长距离行驶过程中的电能补给需求,研究电动汽车快速充电站系统将会推动新能源行业的发展。研究经济合理的基于直流母线的电动汽车储能式直流快充站系统集成总体集装箱方案,提出基于直流母线的直流快充站能量管理控制策略,研制基于直流母线的模块化直流快充站直流充电设备和监控管理系统,建立接入梯次电池储能系统的直流快充站示范工程,为未来电动汽车充电设施技术发展及实践验证提供一定的参考价值。     

基于改进队列调度算法的配电台区分时共享充电系统及工程应用

随着电动汽车的快速普及,不断增加的充电需求与容量有限的配电资源矛盾日趋凸显。为此,本文提出了一种基于改进队列调度算法的配电台区分时共享充电策略,能根据峰谷时段、充电用户需求和配电变压器负荷变化有序控制充电桩的接入,并按分时电价结算费用。该分时共享充电策略在北京某社区停车场进行了实际工程验证,运行记录显示台区低谷时段和平...     

面向智慧城市的快充负荷充电服务费制定策略

相比电动汽车(electricvehicle,EV)慢充用户,大规模、随机快充负荷的接入将会带来更加严重的电网安全运行问题。从整体社会经济效益最大化的角度出发,仅单纯从电网侧增加基础设施建设并非最佳解决之道,有必要从用户角度研究有效的调度策略对电动汽车的快充行为进行引导。为此,基于未来智慧城市的场景下,提出了基于节点关键度的配网供电电压偏差指标(voltage deviation index based on node importance,VDINI)的概念,指出动态调整快充站充电服务费的手段,分析电动汽车用户对于快充站选择行为的影响因素,建立电动汽车用户基于自身效益的充电位置决策模型,从而说明通过调整各充电服务费的来对快充行为进行引导的可行性。在此基础上,根据需要满足的各种约束条件,制定各快充站快充服务费的求解流程,在保证充电站效益不变的同时,将电动汽车合理地引导至各个快充站,均衡区域内的充电负荷,实现空间上的有序快充,改善了配网的电能质量。算例仿真验证了所提充电服务费制定方法的合理性以及快充负荷引导策略的优越性。     

考虑负荷时空均衡和弹性响应的电动汽车快充电价定价策略

为了引导电动汽车有序充电,提出了一种考虑负荷时空均衡和弹性响应的电动汽车快充电价定价策略。引入交通流理论描述交通路网,建立电动汽车快充负荷时空分布模型;考虑配电网调度和电动汽车快充负荷的弹性需求,构建源-荷互动下的快充电价定价架构,并基于潮流追踪法从时空双维度推导快充电价的计算方法;在此基础上,计及电动汽车负荷弹性响应特性,以提升配电网的负荷均衡性为目标,建立快充电价定价策略,并通过迭代算法求解该定价策略。算例仿真结果表明,所提定价策略能够有效引导电动汽车进行有序快充,激励电动汽车用户与配电网友好互动,提升负荷的时空分布均衡性。     

考虑时序互补特性的配电台区源-荷协同接入方法

充分利用分布式电源与负荷的时序相关性,优化二者在配电台区内的协同接入布局,具有一定工程应用价值。首先通过概率建模和模糊C均值聚类建立"源-荷"时序特征;进而基于最大似然估计法和分类回归树,分别获取接入台区的分布式电源和用户的功率时序特征;随后提出配电台区"源-荷"优化组合接入模型,以台区馈线最大供电能力为目标,以接入台区的"源-荷"组合为决策变量,给出最优供电接入方案;最后通过典型算例验证,表明所提方法可通过源-荷协同显著提升配电台区的供电能力。     

计及光储快充一体站的配电网随机-鲁棒混合优化调度

针对区域配电网内新建快充电站所带来的充电负荷增长可能引起的线路阻塞、电压越限和网损增加等问题,提出一种计及光储快充一体站的配电网日前优化调度方法,通过储能的有功和无功优化决策,改善充电负荷大规模接入带来的运行问题。首先,基于历史车辆出行数据和电动汽车用户出行行为模拟,获取区域内各快充电站充电负荷的随机概率场景;其次,综合考虑快充负荷、光伏及配电网原有负荷的不确定性,基于二阶锥松弛和对偶理论,建立配电网随机-鲁棒混合优化调度模型;最后,以13节点路网和改进的IEEE-33节点配电网耦合系统为例进行仿真分析,结果表明所提方法能够有效提升配电网运行经济性,保障不确定环境下系统运行的可靠性。     

基于交通信息的多类型电动汽车综合充电需求研究

为预防电动汽车大量普及后其充电不确定性对配网的冲击,文中提出了一种基于动态交通信息,考虑大规模、多类型电动汽车接入的充电需求联合建模方法。从电动汽车作为交通工具这一特性入手,基于不同类型电动汽车的运行特点,结合交通信息,建立了对应的运行时空模型。考虑快充和慢充2种模式,研究了各类电动汽车的充电行为,并配合其运行特性构建充电需求模型。结合用户日行驶里程,提出基本运行周期,并采用蒙特卡洛模拟法,对不同工作日下多类型电动汽车的综合充电需求分布进行测算。仿真结果验证了建模方法的可行性,并表明多类型电动汽车的接入将会在整体上为配网带来多个用电需求高峰。     

规模化电动汽车三相负荷平衡充电选线装置与仿真分析

居民小区规模化电动汽车的单相慢速充电方式可造成小区电力系统出现严重的三相不平衡现象,进而会对配电网造成不可忽视的影响,针对此问题设计了一种自动平衡电动汽车三相充电负荷的充电机选线装置。该开关装置可自动地选择电压最高的一相作为电动汽车充电电源,同时断开与另外两相的连接。在此选线装置作用下,居民小区配电系统陆续接入需要充电的电动汽车时,充电负荷会自动地均匀分配给各相电源以达到三相负荷平衡的目的。对此选线装置参与的居民小区配电系统进行了仿真分析,分析结果表明,该装置具有实现充电负荷平衡、改善三相电压不平衡度及降低配网线损的效果。     

考虑规模化电动汽车负荷的柔性台区安全经济运行边界

柔性台区将若干个传统交流台区通过柔性装置互联,能够充分利用各台区变压器的容量,提升对电动汽车的接纳能力。文中首先针对柔性台区建立了一维安全经济运行边界模型,并提出采用安全裕度百分数作为度量机制,为调度人员提供直观的系统运行状态和安全裕度,实现主动调度。进一步地,基于凸包络构建柔性台区的二维安全经济运行域模型,方便调度人员对多个充电站进行协同管理。仿真结果表明,安全经济运行边界能够同时计及系统的安全性和经济性,可拓展性强;经济指标对安全经济边界的形态有较大影响;柔性台区中的直流充电桩和交流充电桩的安全经济运行边界具有不同的形态;基于凸包络的二维安全经济运行域模型能够有效反映系统运行状态的安全性和经济性。     

考虑用户充电决策行为的电动汽车充电引导策略

快充站(fast charging station,FCS)是电动汽车(electric vehicle,EV)的重要能源供给设施。随着EV的推广应用,快充负荷也逐渐攀升,对配电网运行产生了一定影响。然而,快充负荷作为一种需求侧响应资源,可通过有序充电控制缓解EV接入给配电网运行带来的负面影响,因此文中提出考虑用户充电决策行为的EV充电引导策略。首先,考虑动态交通路况影响,利用出行链理论构建EV移动模型,进行用户出行模拟,并刻画剩余电量的时空分布。其次,考虑剩余电量、充电设施分布与充电服务价格,利用后悔理论构建用户充电决策模型,并刻画充电负荷时空分布。然后,以配电网网损最小为目标,构建充电服务价格优化模型,通过优化公共FCS的充电服务价格,引导充电负荷时空分布。最后,对不同服务价格方案进行对比,结果表明,文中方法对小容量车型的引导效果更好,且用户时间消耗等效折算系数越大,文中方法对充电负荷引导的效果越好。     

电动汽车充换储一体站的建模

电动汽车充换储一体站是集充电站、换电站和梯级储能电站于一体的电动汽车（electric vehicle ，EV）集中型综合供储能电站，可以发挥充电站和换电站的可调度潜力，并能够减小功率波动。提出了一种新型电动汽车充换储一体站模型，该模型综合考虑了电动汽车快充站、换电站和梯级储能电站。首先，基于快充用户的行驶行为特点，建立了电动汽车快充站模型；其次，根据城市道路速度流量实用模型，建立了电动汽车换电站模型；最后，结合梯级储能模型，构建了集成的电动汽车充换储一体站模型。以某地区公交线路实际道路情况为仿真算例，验证了提出的一体站模型能够满足电动汽车充电负荷的需求，且具有降低运维成本和抑制功率波动的优势。     

考虑车网互动的配电网可靠性评估

作为一种兼具移动储能特性的新型负荷,电动汽车的大规模接入将会对配电网可靠性产生影响。在传统配电网可靠性评估方法的基础上,提出一种考虑车网互动的配电网可靠性评估方法。首先,通过分析电动汽车的出行行为,建立了电动汽车充放电的时空分布模型;其次,利用蒙特卡洛法模拟配电网故障,充分考虑电动汽车的出行需求,得到配电网故障时电动汽车的放电容量和失负荷情况;然后,结合分布式电源的出力,建立孤岛启发式负荷削减模型求取配电网的故障影响结果;最后,通过改造的IEEE-RBTS Bus-6测试系统验证本方法的可靠性与实用性,分别研究电动汽车渗透率、充电模式以及电动汽车电池容量对配电网可靠性的影响。     

基于HOMER和禁忌算法的高速公路光储充一体化电站容量优化

为充分利用清洁能源、减少快充电站对电网的冲击,针对并网状态下的高速公路光伏充电站提出了一种容量分级优化策略。首先,分析了光伏充电站容量优化模型及充电需求模型,提出用基于时刻充电概率的蒙特卡洛法进行高速公路充电站的负荷预测,得到充电需求曲线;在综合考虑生命周期内建设成本、运行成本、置换成本、环境成本等系统净现总成本TNPC （total net present cost）小和光伏供电比高的基础上,考虑混合储能,建立了高速公路光伏充电站容量分级优化配置模型,利用HOMER和禁忌算法相结合进行求解。最后,以周期25年使用寿命为例,对高速公路光伏充电站进行优化配置,从容量变化趋势及储能出力等方面进行分析,结果表明,当敏感变量售电量增大和最大容量缺额比减小时,系统配置容量将增大;混合储能比单一储能更加可靠和经济。     

计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法

由于远离大陆,独立海岛上的微网多运行于孤岛模式,不与配电网发生功率交换,微网内部实现电力供需平衡,同时,电动汽车充电需求的接入给孤岛微网的可靠运行带来了影响。提出了一种计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法。首先,通过模拟用户的出行行为建立了基于出行链理论的电动汽车充电负荷模型,计及风电和储能特性提出了微网运行策略和负荷分块削减策略。其次,考虑电动汽车充电需求,提出了年均充电中断次数、系统平均充电可用性等新型指标,构建了与传统配电网有差异的微网供电可靠性评估体系。最后,对改进的RBTS Bus6馈线F4系统进行了可靠性评估。算例结果表明,微网运行策略和电动汽车充电需求对孤岛微网的供电可靠性影响显著。     

电动汽车快速充电站的储能缓冲系统控制策略

利用储能缓冲系统补偿电动汽车快速充电的脉冲功率,能够减小快速充电站接入对配电网的不利影响。研究含储能缓冲系统的快速充电站结构、不同类型蓄电池的快速充电功率特性,提出计及配电网有功变化率限值的储能缓冲系统运行方式和电流控制策略。结合快速充电站配置,推导储能缓冲系统的运行参数,进而设计储能系统元件参数。利用Matlab/Simulink搭建含储能缓冲系统的快速充电站模型,分析不同电动汽车脉冲充电功率下储能缓冲系统动态特性,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

综合考虑电动汽车充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化方法

分布式电源出力的强波动性及电动汽车(EV)的无序充电使配电网的灵活性不足问题日益凸显,因此非常有必要通过灵活性资源的有效调度提高配电网灵活适应性。在充分分析配电网灵活性提升措施的基础上,提出了能够表征配电网灵活性的净负荷峰值裕度、净负荷谷值裕度、净负荷允许波动裕度3个灵活性评价指标;建立了综合考虑EV充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化模型,阶段1构建了基于蒙特卡洛树搜索的EV有序充电策略,合理引导EV负荷在谷时段进行充电;阶段2在阶段1的基础上,建立了计及储能及可中断负荷的优化调度模型,并采用粒子群优化算法进行优化求解。IEEE 33节点系统算例验证了所提灵活性指标及EV有序充电模型的有效性,结果表明配电网两阶段灵活性提升优化方法能有效提升配电网的灵活性且整体经济性最优。