考虑电动汽车碳配额及需求响应的电力系统调度研究

为深化电动汽车在降低交通系统碳排放、促进清洁能源高比例消纳的良好作用,该文构建了以电动汽车充电成本最小和电力系统发电成本最低为目标的优化调度模型。模型以电动汽车无序充电场景为基础,并进一步探究碳配额和需求响应协同作用对电动汽车用能成本和系统发电调度的影响。仿真算例结果表明,赋予电动汽车碳配额有利于加强用户的充电响应程度。协同调度在减少电动汽车充电成本、提升清洁能源消纳水平、平抑负荷波动等方面具有更显著的优化效果。     

基于双重激励协同博弈的含电动汽车微电网优化调度策略

为解决仅实施分时电价政策时电动汽车响应会引起新的负荷峰谷差问题,基于动态非合作博弈的主从博弈思想,提出了基于电价和碳配额双重激励协同博弈的含电动汽车微电网的优化调度策略。该模型考虑新能源发电完全消纳,针对等效负荷曲线制定分时电价和碳配额双重激励政策,以微电网侧为主体,以运行成本最小和极小化负荷均方差为主体侧优化目标;以电动汽车车主侧为从体,以电动汽车成本最低为目标;采用粒子群算法并利用模型解耦特性由内至外求解优化模型纳什均衡点,获得微电网侧最优分时电价和电动汽车充放电方案的集合。通过算例详细对比分析了优化前后各种典型场景,验证了所提模型的削峰填谷效果和整体调度效益。本文的多重政策协同激励策略思想可为电力系统需求侧响应的相关工程实践提供借鉴。     

基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度研究

为促进电动汽车与电网协调发展,提出了一种基于需求侧放电竞价的电动汽车充放电调度模型。在日前调度中,负荷聚合商根据电力公司公布的次日需要削减负荷时段。通过对电动汽车用户行为特性的预测,以最大化电动汽车放电量为目标对可控容量进行预测,并参与需求侧放电竞价。电力公司根据负荷聚合商在各时段的出力和报价,以最小化负荷调度成本为目标优化调度计划。在实时调度中,负荷聚合商以最大化其利益为目标对电动汽车进行充放电调度,使得在满足电动汽车用户充电需求的同时,降低充电成本和调度偏差。算例分析表明,电动汽车通过负荷聚合商参与需求侧放电竞价可以起到削峰填谷的作用,对预测精度的分析可以为负荷聚合商的投标决策提供指导。     

计及需求侧资源和碳捕集的电网低碳经济调度

在碳交易环境下,提出一种计及需求侧资源中电动汽车、需求响应与碳捕集设备联合调度运行模型.首先 分析需求侧资源、碳捕集设备、碳交易机制、碳排放配额调度实现机制;其次,以常规机组发电、碳捕集机组发电、 需求侧资源调度、弃风成本、碳交易综合成本最优为目标,构建低碳经济调度模型;最后,在IEEE３３节点系统进行 仿真验证,结果证明所提调度方法有效,能够降低CO２ 排放量并改善电网综合成本.     

微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型

针对微电网中电动汽车充放电及风光荷预测误差带来的问题,提出一种在微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型,由日前调度计划和日内短期滚动优化调度构成。日前调度模型兼顾微电网与电动汽车车主双方利益,以微电网运行成本最低、所有电动汽车车主充电总成本最低为目标;滚动调度模型以实际等效负荷与日前调度计划中等效负荷匹配程度最大为目标,将实际车主充电总成本不大于日前计划车主充电总成本作为约束条件考虑。最后使用适用于电动汽车充电优化问题的灰狼优化算法求解,优化结果表明,微电网通过多时间尺度优化调度可以有效降低运行成本,并减小预测误差带来的影响,同时电动汽车车主也可以获得一定的经济利益。     

含电动汽车虚拟电厂的区间主从博弈优化调度

“双碳”背景下,大量电动汽车为虚拟电厂提供了灵活的储能资源。虚拟电厂运营商与电动汽车主存在利益博弈,且运行过程受诸多不确定性因素影响,这对优化调度工作提出了挑战。为此,提出了一种含电动汽车虚拟电厂的区间主从博弈双层优化模型。上层模型以虚拟电厂运行成本最小为优化目标,考虑功率平衡与储能系统约束,并根据所求得上层目标更新相应电价信息;下层优化模型基于电价信息,以电动汽车主用电费用最小为优化目标,求解聚合电动汽车功率,并将其返给上层优化模型。算例分析结果表明,区间主从博弈双层优化模型可兼顾虚拟电厂运营商与电动汽车主的双边利益,并能有效提高系统的鲁棒性。     

计及电动汽车参与多元需求响应的微电网多时间尺度优化调度模型

为深入挖掘电动汽车的可调度潜力，缓解含高比例新能源微电网的供能压力，结合多元需求响应技术，提出一种考虑电动汽车资源参与的微电网多时间尺度优化调度模型。在日前调度阶段，一部分电动汽车资源与价格型需求响应技术相结合，以用户的综合满意度为目标进行优化。微电网基于价格型电动汽车资源的调度计划，以经济低碳成本最低与灵活性满足度最大为目标进行优化，确定各侧可调资源的调度安排。在日内调度阶段，另一部分电动汽车资源与激励型需求响应技术相结合。微电网能量管理中心作为领导者，以运营成本最小为目标，激励型电动汽车群作为跟随者，以用电成本最小为目标，构建微电网日内主从博弈模型进行滚动优化，双方基于补贴价格与用能策略进行博弈。最后，基于某微电网场景进行仿真验证，结果表明所提模型能够降低用户用电成本，减少负荷曲线的峰谷差，实现新能源的全消纳。     

价格与激励需求响应下电动汽车负荷聚集商调度策略

电动汽车作为一种重要需求响应资源,在智能电网中起到重要作用。结合价格型与激励型需求响应措施,提出2种电动汽车负荷聚集商调度策略:固定签约策略及灵活签约策略。固定签约策略假定部分电动汽车用户与负荷聚集商签订固定周期激励调度协议,负荷聚集商以收益最大化及负荷波动最小化为目标进行优化。而灵活签约策略以电动汽车一次充放电过程为调度周期,考虑每个调度周期内电动汽车用户对充电方案的选择,同样以收益最大化及负荷波动最小化为目标进行优化。其次,分析了固定签约策略与灵活签约策略下参与激励调度电动汽车数量,以及不同激励折扣对负荷聚集商综合效益和电动汽车充电成本的影响等。最后,通过改进多目标粒子群算法求解该问题。仿真结果表明,固定及灵活2种签约策略均能有效提高负荷聚集商效益,而灵活签约策略更可降低电动汽车充电成本。     

含风电的多种形式储能协调调度多目标优化模型

随着大规模储能的日渐广泛应用,其灵活的出力调节能力为含大规模风电接入的电网优化调度运行提供了解决思路。针对电力系统中储能以电源侧、电网侧以及用户侧等多种形式并存的情况,提出多种形式储能协调调度多目标优化模型。该模型考虑风储一体化电站、电网侧电池储能电站和电动汽车参与系统调度运行,深入挖掘多种形式储能的互补调节能力,促进风电消纳;电池储能电站面向电网调控运行,在参与系统调峰的同时提供备用,充分利用储能的可调空间优化系统运行。考虑到不同形式储能的利益主体不同,构建以风储一体化电站上网收益最大、系统总运行成本最小、电动汽车车主支付费用最小的多目标优化调度模型。最后基于十机算例系统的仿真实验说明：所提模型能兼顾各形式储能投资主体的利益,提高风电的消纳能力。     

基于用户响应画像的居民小区电动汽车充放电优化策略研究

针对电动汽车大规模接入电网系统带来供电可靠性及多方经济性问题,提出一种针对居民小区的电动汽车充放电优化策略。首先,考虑“深度+潜力”因素,采用CRITIC-MABAC法对用户进行分级评估,识别得到按调度参与深度和响应潜力划分的用户群体画像特征;然后,根据画像特征制定分群体的差异化充电目标与调度模式,建立电动汽车充放电优化调度模型;最后,以负荷波动及充电成本加权组合的适应度最小为优化目标,使用精英遗传算法完成调度求解。实证分析证明所研究策略可实现平抑负荷与降低充电成本的综合优化目标。     

考虑大量EV接入的电-气-热多能耦合系统协同优化调度

随着能源互联网的发展,在未来多能源网络将深度耦合的大背景下,传统的电网调度模式已不能够满足对多能源系统协同优化的要求,电动汽车的大量推广也给制定更合理的调度策略,支撑多能源系统运行带来了新的挑战和机遇。基于上述背景,文中考虑电网潮流、天然气网潮流、能源中心供能和电动汽车出行及充电需求等约束,利用模糊理论处理电动汽车总体需求及风电出力的不确定性,以全系统供能成本和污染物排放最小为目标,建立了计及大量电动汽车接入下的多能源系统协同调度模型,并采用内点法进行求解。最后,以典型的11节点多能源系统为算例,分析了电动汽车不同充放电模式和不同能源中心结构下的调度策略及效益,并比较了不同接入车数与不同置信水平下的调度结果,验证了电动汽车参与多能源系统的协同调度能够提升系统运行的经济性。     

基于数据包络模型的电力行业碳排放权配额初始分配效率研究

随着全球气温的上升,减少温室气体排放已经成为全球共识,碳交易作为CO2减排的重要手段也越来越受到电力行业的重视.发电绩效标准作为电力行业碳排放权配额初始分配模式,越来越受到业内认可.排放权分配效率是评价排放权分配模式是否公平的标准,因此,使用数据包络分析模型对中国五大发电集团公司2013年的碳排放权配额初始分配的分配结果进行了评价.结果表明,五大发电集团CO2配额初始分配量当前值与改进值基本保持不变,从而证明了发电绩效标准对于电力行业碳排放配额初始分配的有效性和公平性.     

计及碳排放的输电网侧“风–车协调”研究

中国风电主要从输电网接入,为实现电动汽车清洁充电,有必要从输网侧开展计及碳排放的"风–车协调"研究。根据电动汽车输电网侧调度特点,提出了电动汽车集群调度模型。结合碳捕集和常规电厂电碳模型,建立了综合考虑发电成本、碳排放成本的输网侧"风–车协调"调度模型。在Matlab环境下通过cplex软件对模型进行求解。以IEEE 14母线系统为例,研究了单向有序、双向有序充电下的"风–车协调"在减少全网碳排放和弃风量,平抑火电波动的效果。研究了不同断面约束下"风–车协调"的效果。结果表明,当电动汽车大量接入时,通过有序充电下的"风–车协调",可在不同断面约束下实现汽车清洁充电并提高风电利用率。     

考虑碳排放权的低碳电力调度及收益分摊

低碳化已经成为当前电力发展的重要目标,而利益格局的剧烈调整是影响低碳转型的最大阻力之一。文中对低碳电力调度的公平性问题进行了研究,建立了考虑碳排放权约束的低碳调度模型。在论证机组碳排放求偿权的基础上,应用加总分配方法,解决了碳排放权的初始分配公平性的争议。对机组碳排放权的合作博弈机制进行了研究,并且对合作减排和非合作减排下的机组运行情况进行了对比,建立了基于Shapley值的碳排放权收益分摊模型。研究表明通过合作减排机制,可以更好地优化系统运行,平衡各方利益,减少低碳调度转型阻力。研究还发现,如果减排目标过于激进,将造成发电成本剧烈上升,甚至需要减负荷运行。最后,结合算例表明了所述模型的有效性。     

电动汽车充电与风电协同调度的碳减排效益分析

在电动汽车充电与风电协同调度模型的基础上,提出了协同调度碳减排效益的测算模型,定量分析了电动汽车充电与风电协同调度在电网和交通领域的碳减排效益。首先计算火电碳排放因子,然后比较协同调度和自由充电模式下的碳排放量。通过电动汽车单位碳排放量的计算模型,比较燃油汽车、纯火电充电、自由充电和协同调度充电电动汽车的碳排放水平。分别以电网平均碳排放水平和车辆单位碳排放水平衡量,协同调度相对于自由充电模式贡献的减排效益都随着风电装机容量增加而显著增加。因此,协同调度是实现风电和电动汽车规模化协调利用的一种有效手段。     

碳达峰背景下的省域发电行业碳配额机制设计

为了实现碳达峰目标,助力各省有序加快碳减排进程,设计了碳达峰背景下的省域发电行业碳配额机制。根据国务院文件《2030年前碳达峰行动方案》要求,建立碳达峰背景下的省域年配额总量模型,结合行业碳排放量占比构建发电行业月度配额模型。建立合理的配额机制对总量进行发放,设计有偿配额与无偿配额相结合的分配方式,明确配额确定以及发放过程中各参与主体的职责和具体流程。最后以山东省为例,采用模拟机组系统对所设计分配机制进行仿真,验证所提出模型和机制的可实施性和有效性。     

考虑碳税与碳交易替代效应的电力系统低碳经济调度方法

随着碳达峰、碳中和目标的提出,政府主导的碳规制强度日益增大。电力系统作为碳减排主体,将面临碳税与碳交易复合型碳减排政策的约束。研究计及碳税与碳交易替代效应的电力系统低碳经济调度方法,能够协调提升系统运行的低碳性和经济性,具有重要的理论与现实意义。首先在分析碳交易价格波动特征的基础上,采用随机场景法描述碳交易价格不确定性,进而对阶梯型碳税与碳交易替代效应进行建模。之后,建立协调优化碳捕集设备和储能电站的系统两阶段低碳经济调度模型,并结合分段函数线性化和蝙蝠算法对模型进行优化求解。最后,基于某地区的实际参数开展仿真分析,算例结果表明所提模型能够有效提升系统运行的低碳经济水平。     

基于碳排放流理论的电力系统源-荷协调低碳优化调度

在低碳电力的背景下,需求侧资源逐渐参与电力系统调度,为降低电力系统碳排放提供了新思路。建立了一种考虑碳排放流理论和以碳价为价格信号的需求响应电力系统两阶段低碳优化调度模型。首先,以电力系统经济调度为一阶段优化模型。其次,基于Shapley值碳责任分摊方法,计算出各负荷侧碳责任合理范围并由此提出阶梯碳价定制方法,然后基于碳排放流理论计算出负荷侧碳排放责任情况及碳排放成本。再次,构建以碳价为信号的需求响应低碳优化调度为二阶段优化模型,利用负荷侧调节能力降低总碳排放量,从而降低负荷侧碳排放成本。最后,基于改进的PJM-5节点系统分别对全火电机组场景和含风电机组场景进行算例分析,通过仿真算例对不同场景下系统的碳排放量以及碳排放成本进行了分析。同时,在IEEE-118节点系统中进行验证,结果表明所提出模型合理计算了碳排放责任,有效降低了系统碳排放量,验证了所提模型的合理性和可行性。     

灵活运行方式下碳捕集电厂提供备用服务的决策模型

碳捕集电厂可以通过降低碳捕集水平,将原本用于捕集CO2的能量快速、实时地释放出来以提供备用服务。文中对具有灵活运行能力的碳捕集机组,建立了已知能量市场和容量市场中标量后,以在备用市场、能量市场及碳排放市场等多个市场的综合效益最大为目标的碳捕集水平优化决策模型。模型计及了备用被调用的随机性并采用详细的机组成本模型,可以确定碳捕集机组在备用被调用与备用不被调用两种情况下的最优碳捕集水平和所需预留的备用容量。通过实际算例验证了优化的效果,并分析了碳价、机组特性、能量市场中标量及备用市场中标量等对碳捕集策略及备用服务策略的影响。     

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。