电动汽车与电网统一互动架构设计与探讨

电动汽车与电网的互动为大规模电动汽车的接入提供了支持,需要对不同充电模式、场所和管理方式下电动汽车与电网的互动方案进行设计。分析了各种充电场景下,电网对电动汽车的控制管理方式,根据电网运行需求,提出了电动汽车与电网互动的主要目标,进而提出了电动汽车与电网互动统一架构,包括5个层级用户管理层、本地能量管理层、集成管理层、配电网管理层及区域电网管理层。对电动汽车与电网的在不同场景下的通讯结构、各层级的控制策略进行了探讨。最后,在特定互动方案下,进行了案例仿真。结果表明,通过电动汽车与电网的信息互动,电动汽车充电负荷特性发生较大程度的改变。文中指出电动汽车与电网的互动存在多种解决方案,本文提出的统一架构为各种方案的设计和应用提供了参考。     

基于无线通讯的电动汽车与智能配电网的互动模式研究

智能车载终端的无线通讯技术为电动汽车与电网的互动提供了通讯基础。构造了电动汽车、充电站以及智能配电网三者之间的无线通讯网络;阐述了该无线通讯网络的功能结构和运营模式;实现了电动汽车与配电网之间实时信息互动。在此基础上,建立了电动汽车、充电站以及智能配电网之间信息和能量的交互模式。在考虑用户侧需求的基础上,建立了电动汽车充放电控制模型;并分析了电动汽车无线通讯网络的可行性,以及电动汽车和电网互动的经济效益。     

基于GPRS无线通讯的电动汽车与智能配电网的互动研究

智能车载终端的无线通讯技术为电动汽车与电网的互动提供了通讯基础。本文构造了电动汽车、充电站以及智能配电网三者之间的无线通讯网络;建立了电动汽车充放电管理模型,实现智能配电网与电动汽车能量和信息的双向互动;分析了电动汽车参与电网互动的充放电成本。以上海某地区日负荷为例,分析了在实时电价下4种品牌电动汽车参与电网调峰的经济效益。结果表明,在互动模式下电动汽车参与电网调峰将获得良好的经济收益,此互动模式能有效地吸引更多的电动汽车参与电网互动。     

国内外车网互动试点成效分析与发展建议

规模化电动汽车与电网双向有序互动可为电网提供多元化辅助服务、平抑新能源出力和负荷波动,同时电动汽车用户可节省充电成本,并通过向电网提供辅助服务获得收益。介绍了电动汽车与电网双向智能互动的基本概念和发展情况,阐释了电动汽车与电网互动(简称为“车网互动”)的典型应用场景、能量优化管理策略和通信协议标准现状,并针对典型示范项目分析了国内外车网互动的技术思路和主要结论及成效,对比总结了国内外示范项目的特点、经验和局限性。结合我国相关产业与技术发展趋势,针对目前国内试点项目的局限性,从理论研究、商业模式、市场机制等方面给出了我国车网互动技术未来发展的建议。     

基于电动汽车与电网互动技术的充电站控制策略研究

针对电动汽车与电网互动技术充电站控制策略需要考虑的电网、车辆、用户三方面因素,提出该控制策略需要解决的充放电车辆选择与电流/功率确定问题,分析电动汽车与电网互动技术各组成部分之间的控制关系,负荷曲线整形的充放电模式和实现该充放电模式的电动汽车与电网互动技术充电站控制策略流程,并对实现控制策略的具体算法进行探讨和算例分析。     

电动汽车与电网互动的关键问题分析与展望

电动汽车与电网互动可以实现削峰填谷、参与调频、提供备用等作用,对于电网的安全经济运行和提高新能源发电消纳能力具有重要意义。围绕电动汽车与电网互动的调控技术、市场机制和基础设施这3方面的关键问题进行分析。首先,对电动汽车与电网互动的层次与目标进行了梳理;其次,对电动汽车与电网互动的集中式控制、分布式控制、分层控制策略进行了分析;再次,对电动汽车与电网互动的成本-效益、商业模式与市场机制的研究进行了总结并提出了建议;进一步讨论了电动汽车与电网互动的设施与通信技术标准的发展现状;最后,对电动汽车与电网互动的研究和应用进行了展望。     

电动汽车与电网互动协调运行技术探讨

介绍了国内外电动汽车与电网互动协调运行技术的研究现状,分别从电动汽车与电网互动方式、互动内容、互动技术装备、控制策略以及互动激励措施等5个方面对互动协调运行技术进行了全面阐述。分析了电动汽车与电网互动协调运行技术所带来的社会经济效益,并对推广电动汽车与电网互动协调运行技术亟需解决的问题进行了探讨。     

一种基于MMC的电动汽车充放电系统及其稳态运行研究

针对特定场合下规模化电动汽车集中充放电需求以及由此引起的电网三相不平衡、并网谐波含量高等问题,提出了一种基于模块化多电平换流器(modular multilevelconverter,MMC)的规模化电动汽车集中充放电系统。其拓扑在传统MMC的基础上,在子模块内部通过双向Buck/Boost电路连接连接电动汽车,通过控制实现了电网与子模块内电动汽车动力电池之间功率双向流动,并且可以避免目前由于大规模充放电引起的电能质量问题。通过Matlab/Simulink仿真,在模块全接入电动汽车的情况下,对系统结构的可行性和控制策略的有效性进行了验证,结果表明该系统兼具较高的灵活性和良好的电网友好性。     

美国加州车网互动政策、标准与市场机制最新进展及其启示

电动汽车与电网互动（简称“车网互动”）可以释放电动汽车作为灵活性资源的潜力,能够有效提升电网调峰能力、促进高比例可再生能源消纳、提升电动汽车用户经济收益,日益受到各方重视。美国加利福尼亚州（简称“加州”）近些年在推动电动汽车与电网互动发展方面做了大量工作,取得了重要进展。首先,文中介绍了加州在电动汽车与电网互动配套政策法规方面的最新动向;之后,从技术标准、市场机制两方面介绍了加州在电动汽车与电网互动相关基础工作方面的最新进展;最后,结合中国电动汽车与电网互动发展实际提出了有关建议。     

电动汽车充放电与风力/火力发电系统的协同优化运行

提出一种通过控制规模化电动汽车的充放电,使其能够与现有的风力/火力发电系统协同运行的优化调度策略。针对传统含电动汽车的电力系统优化模型没有考虑电动汽车用户成本,实用性不高的缺陷,建立了包含电网运行经济性、电动汽车用户成本、CO2排放、最小弃风量的多目标优化模型;提出了将改进的NSGA-II遗传算法和加权尺度法相结合的智能优化算法。应用该算法,求出多目标动态优化模型的帕累托前沿,获得了最符合实际的电力系统综合优化调度方案。对所提出的多目标优化调度方法进行了仿真计算,结果证明,采用所提优化策略可以获得最佳的火电、风电与电动汽车之间的出力方案。该方案符合实际,在合理的电动汽车用户成本范围内可有效地降低电网运行成本、风力发电弃风量和大气碳排放量,应用价值较高。     

V2G模式下基于SaDE-BBO算法的有源配电网优化

为了解决大规模电动汽车入网难以实现个体调度以及集群调度存在“维数灾”的问题，建立基于车辆到电网(vehicle-to-grid，V2G)模式的有源配电网分层分区优化运行模型。其中，上层优化模型对电动汽车集控中心(electric vehicle agent,EVA)进行调度，优化各区域EVA的充放电功率并作为下层优化模型的输入；下层优化模型调整各调压方式。在优化算法方面，提出一种自适应差分进化-生物地理学优化(self-adaptive differential evolution-biogeography-based optimization,SaDE-BBO)算法，并在改进的IEEE 33节点配电系统中进行仿真分析。结果表明：在不同充电控制策略下，V2G模式与各调压方式的协调互动在降低各区域EVA运营成本、平抑负荷波动以及保证有源配电网的安全和经济运行方面优势显著，与其他优化算法相比，SaDE-BBO算法具有更优质的解和更好的收敛性。     

Real-time vehicle-to-grid control forfrequency regulation with high frequencyregulating signal

The large-scale popularization of electric vehicles (EVs) brings the potential for grid frequency regulation. Considering the characteristics of fast response and adjustment of EVs, two control strategies of automatic generation control (AGC) with EVs are proposed responding to two high frequency regulating signals extracted from area control error (ACE) and area regulation requirement (ARR) by a digital filter, respectively. In order to dispatch regulation task to EVs, the capacity of regulation is calculated based on maximum V2G power and the present V2G power of EVs. Finally, simulations based on a two-area interconnected power system show that the proposed approaches can significantly suppress frequency deviation and reduce the active power output of traditional generation units.     

电动汽车接入电网的通信技术及其安全要求

电动汽车接入电网(V2G)将电动汽车与智能电网相结合,既解决了电动汽车大规模发展带来的充电压力问题,又可将电动汽车作为移动的、分布式储能单元接入电网。宽带无线和无线结合有线通信为V2G进行双向、实时和大容量数据信息交互提供了技术保障,安全可靠的通信技术是V2G发展的前提,是保障智能电网稳定运行的基础。本文首先讨论了V2G的通信技术,通过分析 4种通信技术在V2G中的应用比较,得出无线通信和无线结合有线通信将可以很好地解决V2G的通信问题。本文分析了V2G通信中所面临的安全威胁与安全需求,并给出V2G的通信安全框架,分析了各层次的安全目标,最后给出初步的安全实施策略。     

计及场景系数的车网互动收益研究

动态变化的电网对功率需求的紧急程度不同,不同紧急程度下车网互动所产生的收益也有所区别.为实现更加合理的互动收益分配,提出一种考虑电网场景区别的车网互动收益分配方法.通过场景系数反映电网功率需求紧急程度的不同,结合辅助服务等效替代分析车网互动的收益;考虑不同电价下电动汽车用户的响应概率,建立改进的讨价还价博弈模型以求解场...     

基于分布式控制的电动汽车分层优化调度

针对传统的集中式控制方式计算量大,电动汽车用户难以接受集中控制指令的问题,采用基于分布式控制的电动汽车充放电分层管理框架,适用于大规模电动汽车的优化调度。采取用户自主提交可接受充电计划集、本地运营商审核、配电网控制中心统一调度的方式对电动汽车的充放电行为进行管理。在对电动汽车的充放电负荷进行建模的基础上,分别建立电动汽车智能体最大化自身收益的车网互动优化模型、本地运营商最小化负荷峰谷差的优化调度模型,以及配电网控制中心的安全控制调度模型,兼顾各个层次的效益。以包含3个本地运营商的IEEE 33节点系统为例,对各个层次的行为及控制策略进行仿真,验证了所述分层管理架构的有效性。     

考虑V2G用户响应度的峰谷电价时段优化有序充电

针对电动汽车有序充电实现削峰填谷效果的问题,提出了考虑V2G用户响应度的峰谷分时电价优化有序充电控制策略。通过蒙特卡洛模拟法得到规模化电动汽车的充电负荷,并在此基础上建立了不考虑V2G响应度和考虑V2G响应度的有序充电控制优化模型,其中前者以谷电价时段区间为变量,以配电网负荷曲线方差为目标函数,后者以谷电价时段区间及峰谷时段的电价为变量,以综合考虑电动汽车对配电网负荷曲线方差的影响及用户满意度为目标函数。算例分析表明两种有序充电策略都能有效改善系统运行安全性,但考虑V2G用户响应度的有序充电策略更能反映实际情况。     

计及电动公交车V2 G响应的区域综合能源系统两阶段优化调度

针对高渗透可再生能源与电动公交车接入系统带来的弃风弃光及总用电负荷波动问题,提出了一种考虑电动公交车“车到网”（vehicle to grid, V2G）响应的区域综合能源系统两阶段优化调度方法。首先,考虑电动公交车运营计划,将电动公交车集群V2G响应嵌入到区域综合能源系统优化调度之中,形成以整个系统总运行成本最小为目标的第一阶段调度策略;然后,第二阶段调度模型在第一阶段优化结果的基础上,以系统中所有用电设备产生的总电负荷波动率最小为目标,进一步优化各设备调度计划和能源交互策略;最后,对比分析4种场景下电动公交车集群与各能源设备协调调度的结果,仿真表明所提模型能够提高区域综合能源系统的风光消纳能力和运行经济性,同时减小系统的总用电负荷波动,验证了该调度方法的有效性。     

计及电动公交车V2 G响应的区域综合能源系统两阶段优化调度

针对高渗透可再生能源与电动公交车接入系统带来的弃风弃光及总用电负荷波动问题,提出了一种考虑电动公交车“车到网”（vehicle to grid, V2G）响应的区域综合能源系统两阶段优化调度方法。首先,考虑电动公交车运营计划,将电动公交车集群V2G响应嵌入到区域综合能源系统优化调度之中,形成以整个系统总运行成本最小为目标的第一阶段调度策略;然后,第二阶段调度模型在第一阶段优化结果的基础上,以系统中所有用电设备产生的总电负荷波动率最小为目标,进一步优化各设备调度计划和能源交互策略;最后,对比分析4种场景下电动公交车集群与各能源设备协调调度的结果,仿真表明所提模型能够提高区域综合能源系统的风光消纳能力和运行经济性,同时减小系统的总用电负荷波动,验证了该调度方法的有效性。     

电动汽车入网负荷预测及其与电网互动研究进展综述

电动汽车（EV）充电负荷预测技术和EV与电网互动（V2G）技术,能够有效减小规模化EV入网对电网的影响,实现充电桩的合理布局、高效利用和对电网能量的削峰填谷。通过对比传统EV负荷预测方法和现代EV负荷预测方法的优劣,分析V2G充电技术的研究进展,并介绍了国内外EV与电网互动的应用实例。最后,对EV入网需要解决的问题进行了总结和展望,提出了几点可能的研究思路。