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。     

电动汽车与热泵促进风电消纳的区域综合能源系统经济调度方法

针对冷热电联供"以热定电"导致的弃风问题,提出电动汽车与地源热泵协同作用促进风电消纳的区域综合能源系统经济调度方法.首先,在源侧引入地源热泵,通过协调电源、热源出力实现联供机组热电解耦,提高风电上网空间;然后,在荷侧考虑电动汽车可调度价值,采用激励型需求响应引导充电负荷有序转移,协助风电并网消纳;最后,以调度周期内运行成本最小为目标建立源荷协同区域综合能源系统优化调度模型,并采用优化软件CPLEX进行求解.仿真结果表明:采用地源热泵能够有效减少弃风,需求响应削峰填谷效果显著,源荷协同作用下系统风电消纳能力与运行效益更具优势,供电可靠性更高.     

电动汽车参与日前风电消纳的优化调度技术分析

风电出力的随机波动性和反调峰特性,使其并网后弃风现象较为严重,利用电动汽车充电负荷可提高风电的电量消纳。构建了含电动汽车充电负荷的风电消纳优化调度模型,并设计了相应的求解算法。通过IEEE30节点算例,分析了在无电动汽车、电动汽车无序充电及电动汽车有序充电等场景下的弃风率、渗透率和经济性。结果表明电动汽车采用有序充电模式时降低弃风率的效果更好,经济性更佳。电动汽车有序充电的比例越高,入网台数越多,提高风电消纳电量的效果越好。通过南方某地区电网验证了所述方法的实用性。     

碳排放最小化条件下电动汽车有序充电策略研究

针对清洁能源和传统能源发电设备的碳排放特性、清洁能源所在位置以及负荷的时空分布特点等因素,参考历史运行数据,建立电动汽车充电与发电设备边际出力增长关系的模型。考虑电动汽车出行特性及其电池充电特性,建立电动汽车无序充电情景下的边际碳排放增长模型。为更多地利用清洁能源,以减少电动汽车充电行为引起的边际碳排放增长,提出碳市场中电动汽车充电与清洁能源,协同的有序充电策略。最后,以碳费用计算模型为基础,提出电动汽车碳排放的评价指标。在算例中,根据提出的评价指标对电动汽车碳排放进行分析。结果表明,与电动汽车无序充电相比,电动汽车与清洁能源协同的有序充电策略可有效地减少边际碳排放增长和碳费用。     

考虑大规模电动汽车接入电网的双层优化调度策略

随着经济发展和化石燃料短缺、环境污染严重的矛盾日益尖锐,电动汽车(Electric Vehicle, EV)的发展和普及将成为必然趋势。大规模无序充电的电动汽车接入电网充电将给电网带来强大的冲击,并可能导致电网局部过负荷,威胁电网运行的安全性和经济性。因此研究了发电机、电动汽车、风力的协同优化计划问题,提出了一种基于输电和配电系统层面的电动汽车充放电计划双层优化调度策略。在输电网层,以减少发电机组的运行成本、PM2.5排放量、用户的总充电成本和弃风电量为目标,建立了基于机组最优组合的上层优化调度模型;在配电网层,以降低网损为目标,考虑网络安全约束和电动汽车的空间迁移特性,建立了基于最优潮流的下层优化调度模型。在基于标准10机输电网和IEEE33节点配电网的电力系统仿真模型上,对所提的基于双层优化的大规模电动汽车充放电调度策略进行了仿真分析,验证了所提双层优化调度策略的有效性和优越性。     

含电动汽车的交直流混合微网优化调度

为减少电动汽车充电对电网的影响和提高新能源的消纳率,将电动汽车纳入交直流混合微网,根据电动汽车时空特性,建立其无序充电模型。基于分时电价机制,建立了电动私家车不同响应度和电动出租车充电站不同响应模式下的有序充电模型,结合充电方式和交直流混合微网结构特性建立了以日前发电成本最小为目标的微网优化运行模型,通过算例对比了电动汽车无序充电和有序充电对微网调度经济性的影响,证明了有序充电的经济性。算例比较了直流侧同一分时电价响应模式下不同响应度情况对调度目标的影响,以及同一响应度下不同响应模式的结果。通过结果对比,验证了所提出模型的经济性和有效性。     

基于两步制自适应求解算法的风电?电动汽车多种并网模式效益对比分析模型

针对可入网电动汽车和风电出力随机性对电力系统运行状态的影响,综合考虑电动汽车在无控充电、持续充电、延迟充电和完全优化充电模式下的运行特点,并结合系统运行的约束条件构建了风电?电动汽车协同调度多目标优化模型。然后,提出了基于改进?约束方法与模糊决策理论的两步制自适应模型求解方法,得到隶属度最优的系统运行方案。最后,以IEEE36节点10机系统进行算例仿真并对电动汽车并网数量进行敏感性分析,结果表明:所提方法在求解风电?电动汽车协同调度问题时具有可行性和有效性;电网汽车在完全优化充电模式下并网具有更好的削峰填谷效果,能够为风电提供更多的备用服务,降低弃风电量;随着电动汽车并网数量的增加,风电弃风电量和火电发电成本均逐渐降低。     

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。     

考虑电网安全的风电火电协调优化调度模型及其求解

在安全约束经济调度(SCED)模型的基础上,引入风功率弃风分段惩罚因子,建立了考虑电网安全的风电火电协调优化调度模型。模型优先消纳风电,但允许在某些情况下弃风,以保证电网安全和调峰要求。利用某省级电力系统算例对该模型进行测试。算例分析表明,模型能协调优化常规发电机组与风电机组的出力,优先消纳风电。当电网不能全额消纳风电时,可按照事先制定的弃风原则对各风电场进行有序弃风,以满足电网安全约束,保证安全断面不越限。     

考虑源-荷多时间尺度协调优化的大规模风电接入多源电力系统调度策略

为解决西北地区大规模风电接入下系统弃风限电问题,提出一种考虑源–荷多时间尺度协调优化的大规模风电接入多源电力系统调度策略,该策略通过协调调度源侧常规火电机组、光热(concentrated solar power,CSP)电站与风电出力以及荷侧各类需求响应(demand response,DR)资源调用计划,在促进系统风电消纳的同时提高了系统运行经济性。首先,根据响应速度的不同对DR资源进行分类;然后,综合考虑CSP电站的能量时移特性与快速调节能力以及DR资源的多时间尺度特性,以系统运行成本以及弃风惩罚成本最低为目标,构建了源–荷多时间尺度协调调度模型。IEEE-30节点算例结果表明所提出的调度策略能够协调优化源–荷侧可调节资源,有利于提高系统风电消纳能力并改善系统运行经济性。     

考虑电动汽车碳配额的电力系统调度分析

定义了电动汽车碳配额和碳收益的计算方法,以电动汽车减排量作为其获得的碳配额,可以出售获得利益。以火电利益最大和电动汽车充电成本最低为目标,建立了考虑电动汽车参与碳交易市场的调度模型,并使用多目标粒子群算法对模型进行求解。结果验证了当电动汽车拥有碳配额参与调度,在降低用户成本的同时,电动汽车的碳减排性能能够得到充分的发挥。最后,分析了碳配额价格、风电装机容量以及可调度的电动汽车数量对电动汽车参与调度的影响,发现清洁能源和电动汽车需要同步发展,是电动汽车绿色特性体现的重要基础。     

低碳经济下电动汽车集群与电力系统间的协调优化运行

随着电动汽车(EVs)大规模接入电网,其充放电行为的随机性将给电力调度带来新的问题。在研究电动汽车与电网间信息、能量交互机制的基础上,深入分析EV集群运行模式及其对电力系统发电调度的影响。基于低碳经济理念,以电力系统发电能耗成本、CO_2排放费用和V2G服务补贴费用最小化为目标函数,综合考虑EV行驶需求、碳排放配额、碳排放交易机制等相关约束,建立低碳经济环境下EV集群与电力系统间的协调优化运行模型。采用所建模型对10机系统进行仿真分析,优化结果验证了模型的合理性和有效性。     

考虑充电需求与随机事件的光伏充电站实时运行策略

电动汽车光伏充电站是将充电设施与光伏发电系统进行结合的有效形式,能有效地减少电动汽车的间接碳排放,降低充电行为对配电网的影响。针对电动汽车光伏充电站,提出了一种实时运行策略。该策略将电动汽车按充电行为分为刚性充电和柔性充电两类,以满足电动汽车充电需求、提高光伏就地消纳和降低充电行为对配电网的影响为原则。该策略包含4个部分:电动汽车交互分类,电动汽车充电可行域,动态事件触发机制和电动汽车实时功率分配算法。此外,该策略是基于非预测机制,避免了因预测算法精度问题而引入的不确定误差。通过仿真实验结果综合分析可知,该策略能有效发挥光伏充电站的优势并且实现预期目标,对于光伏充电站的推广具有一定的价值和意义。     

电动汽车充电行为对电网负荷曲线的影响

为了探讨电动汽车大规模充电行为给电网负荷造成的影响及其对解决负荷的峰谷差可能带来的机遇,考虑了电动汽车的充电方式、电价政策、电网和非电网运营机构的充电模式等因素,将电动汽车的充电行为分为四种情景,利用蒙特卡洛方法来评估不同规模的电动汽车对广州市电网日负荷曲线产生的影响.结果表明,要减轻电动汽车大规模应用给电网带来的负担,电网公司必须出台相应的引导政策,例如峰谷电价和高峰电价政策;实施这些政策或者直接控制全网电动汽车的充电行为,才能使其充电负荷起到比较好的“填谷”效果.     

考虑系统正负备用的电动汽车优化调度策略研究

大规模电动汽车和风电场的接入加大了电网运行的风险,将对电网备用容量产生影响。考虑电网正负备用容量配置成本,提出电动汽车优化调度策略,旨在降低电网正负备用容量配置,并提高风电利用率。首先,运用模糊聚类算法分析风力出力的不确定性,得出系统差额概率密度函数;然后,基于改进电量不足期望指标(IEENS)和风能浪费风险指标(IEWWR)引入电力系统正负备用配置需求;最后,以用户充放电成本和正负备用成本最小为优化目标,建立电动汽车优化调度模型。仿真计算结果表明,该策略能够有效降低用户充电成本和系统正负备用容量投入成本,提高电网经济运行水平。     

计及电动汽车不确定性的有序充电调度策略

大量电动汽车的接入,对智能电网调度提出了新要求。采用合理的充电调度策略可以充分发挥电动汽车在智能电网中削峰填谷等作用。在此背景下,首先分析影响电动汽车充电负荷的因素,根据电动汽车充电特性建立电动汽车充电负荷模型。然后,综合分析电动汽车用户的使用需求,在此基础上建立考虑电动汽车充电不确定性的电网调度随机最优潮流模型。最后,以一标准33节点配网测试系统为例,比较自由模式下和有序充电调度模型下电网负荷曲线,证明了所提出电动汽车充电调度模型在平滑电网等效负荷波动方面的有效性和可行性。     

规模化电动汽车充电对配电网电缆老化的影响

电动汽车规模化且带有随机特性的充电行为将给城市电网运行和维护带来新的挑战。提出了计及充电随机特性的电动汽车充电负荷模型,考虑了电动汽车接入水平、用户出行和充电习惯,在此基础上,研究了规模化电动汽车充电对配电网电缆老化的影响。所提出的电缆老化模型计及了不同季节、不同环境下每一负荷周期内电缆所承受电应力、热应力的随机特性,提高了电缆剩余寿命估算的准确性,解决了规模化电动汽车入网后如何确定电缆寿命所受影响这一技术难题。     

电动汽车智能充电策略研究

大量电动汽车无序充电会给电网的稳定运行带来一定的负面影响,需要智能充电策略尽可能减小电动汽车充电对于系统运行的不利影响,同时使得电动汽车用户的充电成本尽可能低。根据电动汽车负荷模型,提出了一种新的目标函数优化数学模型,用Matlab对电动汽车智能充电策略进行编程计算,制定智能充电策略。通过分层分区管理中的中央自主管理层对电动汽车充电行为进行管理,解决电网侧和电动汽车用户之间可能出现的问题。算例表明,智能充电能减少电动汽车无序充电给电网带来的影响。