电动汽车负荷聚合商参与调频辅助服务市场的方案研究

数量巨大的电动汽车充电桩可通过负荷聚合参与电力现货市场和辅助服务市场实现运行成本的综合优化。将对充电用户而言更易于接受的充电负荷灵活调整作为电动汽车负荷聚合商参与调频辅助服务市场的方式，从整体技术方案、市场机制设计、聚合平台设计、评估校核体系设计4个方面，开展了电力市场框架下的电动汽车负荷聚合商参与电网友好互动的方案研究。为解决海量充电桩的控制和通信问题，提出了服务调频辅助市场框架下的电动汽车充电负荷聚合平台云边端协同架构，可为电动汽车负荷聚合商参与辅助服务市场提供参考。     

计及电价不确定性和容量衰减的电动汽车充放电商业模式

电动汽车作为移动储能设施,可以通过开展车网协同,促进电力系统的稳定。随着电动汽车的迅速发展,如何设计电动汽车充放电的商业模式成为亟须解决的问题。鉴于此,设计了电动汽车聚合商单独参与现货市场、联合参与现货市场及辅助服务市场2种模式。同时,考虑到电价不确定性和电池容量衰减的影响,对2种模式开展经济性测算和多因素敏感性分析。算例结果表明,电动汽车聚合商联合参与现货市场及辅助服务市场模式的经济性要优于单独参与现货市场模式。在该研究结果的基础上,设计现阶段电动汽车聚合商参与电力市场的商业方案。     

电动汽车参与多元电碳市场策略框架研究

随着电动汽车渗透率的快速增长和我国对“双碳”目标的推动,亟待探索与解决电动汽车如何有效地参与电碳耦合市场的问题。目前,电、碳市场相对独立运行,缺乏电碳耦合机理与市场衔接协同机制的研究,无法充分发挥电动汽车的碳减排价值。为解决上述难点,基于区域碳强度的概念,提出了碳强度边际电价模型来量化碳市场对电力市场的影响,并在此基础上提出了电碳耦合市场的运营体系与电动汽车参与多元电碳市场的模型架构。提出的电碳耦合市场的运营体系可以让电动汽车负荷聚合商参与到多元电碳市场中。同时,碳强度边际电价的模型可以有效地量化电力用户对碳排放所需承担的经济责任,把碳排放的责任从电力的生产侧转移到电力的消费侧,从而有效地推动电碳市场商业模式的运行。仿真结果表明,所提出的碳强度边际电价模型与多元电碳市场的模型架构可以有效地让电动汽车参与到多元电碳市场中,并激励负荷聚合商参与碳减排。     

基于IGDT理论的电动汽车负荷聚合商需求侧放电投标决策模型

针对现货市场电价的不确定性对电动汽车负荷聚合商的影响,首先通过蒙特卡罗模拟得到负荷聚合商管理区域内次日可参与电力市场的投标电量,再利用信息间隙决策理论量化出清电价与预测电价之间的偏差,并以电动汽车负荷聚合商利益最大化为目标构建需求侧放电投标模型。算例分析表明所提出的投标决策方法在经济性,灵活性等方面具有有效性,同时提高了电动汽车车主参与电力市场竞价的积极性。     

基于联盟链的电动汽车虚拟聚合调频

随着可再生能源发电比例不断提高,提高电力系统灵活调节能力、维持电力系统频率稳定是新型电力系统研究中的关键问题。电动汽车作为一种具有快速响应特性的灵活性资源,如何充分引导其参与调频是当前研究热点。现有研究多利用聚合商管理电动汽车集群参与调频辅助服务市场,但此模式对于电动汽车用户的数据隐私安全来说存在较高风险,第三方聚合商在调频交易中也与用户存在利益冲突,电网调度中心、聚合商、电动汽车用户三者之间存在地位不平等、信息不对称的问题,用户不依赖聚合商参与调频辅助服务市场的通道尚不存在。因此,文中给出虚拟聚合商定义,提出虚拟聚合调频框架,基于联盟链的共识机制、智能合约等技术实现电网调度中心和电动汽车所需的调频资源聚合、调频指令分解等服务。算例表明,所提虚拟聚合调频框架可在联盟链网络中实现去中心化的分布式调频优化,在收益分配方面更加公平合理,有利于激励电动汽车用户保持高响应水平,促进电动汽车灵活性资源利用。     

风电和电动汽车组成虚拟电厂参与电力市场的博弈模型

风电与电动汽车(EV)等储能装置联合运行,有助于缓解风电不确定性对电网带来的影响。为了研究风电商与EV聚合商以合作模式组成虚拟电厂(VPP)参与电力市场投标竞争对市场均衡结果的影响,基于寡头竞争的博弈均衡理论,分别建立风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争,以及以非合作模式独立参与投标竞争的电力市场多时段随机博弈均衡模型,采用场景生成与削减技术计入风速不确定性,并引入投标偏差惩罚机制。根据合作博弈理论,采用Shapley值法对VPP合作收益在风电商和EV聚合商之间进行分配。最后,算例分析验证了模型的合理性和有效性,并表明风电商和EV聚合商以VPP合作模式参与投标竞争时,能有效减少投标偏差,并能增加风电商和EV聚合商各自的利润,因而风电商和EV聚合商具有自愿组成VPP参与电力市场竞争的动机。     

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。     

电动汽车集群充放电演化博弈协同策略

针对多电动汽车参与电网需求响应互动场景下电动汽车充放电协同调度需求,提出一种电动汽车聚合商动态定价并指导电动汽车规模化入网参与电力需求响应调度的两阶段博弈模型。首先,构建电动汽车聚合商动态定价下计及电动汽车聚合商成本和电动汽车充放电价格的非合作博弈模型。其次,提出基于logit协议的电动汽车充放电调度多策略集演化博弈模型。最后,联合求解两阶段博弈的演化均衡和纳什均衡,得到各主体的最优策略。算例仿真表明,所提模型能有效实现电网负荷的削峰填谷,同时兼顾电动汽车聚合商和电动汽车用户的经济利益。     

考虑储能装置的负荷聚合商运营策略研究

负荷聚合商作为中小型用户参与电力市场的代理,可以起到整合分散负荷,提供电能批发服务的作用。针对由于用户用电负荷不确定性造成负荷聚合商在实时市场支付额外成本的问题,从减少负荷聚合商运营成本角度出发,将电能储存装置与电动汽车储能技术应用于负荷聚合商日前市场运营,提出了考虑储能装置的负荷聚合商日前市场运营策略。结果表明:该策略可有效减少日前市场购买电量与用户实际用电量之间的误差,降低负荷聚合商的运营成本。     

电力需求响应机制下基于多主体双层博弈的规模化电动汽车充放电优化调度EI北大核心CSCD

针对电力需求响应机制下电动汽车调度场景涉及的多元决策主体间的复杂博弈互动关系,该文提出多电动汽车聚合商分别整合规模化电动汽车入网参与电力市场竞价,并依据竞价结果指导电动汽车实时充放电优化调度的多主体双层博弈模型。首先,基于logit协议构建电动汽车充放电调度的多策略集演化博弈模型;其次,构建多电动汽车聚合商在电力市场中竞标购/售电价格的非合作博弈模型;再次,用复制者动态描述配电网运营商向各聚合商分配需求响应时段响应电量的策略演化;最后,联合求解双层博弈模型的演化均衡和纳什均衡,得到三主体的最优稳定策略。算例分析表明,提出的模型在实现负荷削峰填谷的同时,可有效平衡电动汽车用户、电动汽车聚合商和配电网运营商三者之间的经济利益。     

考虑动态电量和无限次博弈的电动汽车上网电价模型

电力物联网的建设与发展为电力系统中设备互联互通提供了硬件基础和技术支持。电动汽车(electric vehicle,EV)作为基于传统化石燃料汽车的革新产物,其大规模并网不仅能刺激可再生能源的消纳,更可以充当移动储能装置参与电网电能供给。在此背景下,文章首先针对电动汽车上网电价博弈创新性地引入了动态电量的概念,通过建立Rubinstein博弈模型,研究了包含虚拟电动汽车聚合商和电网的清洁能源上网电价的动态博弈问题,针对不同量清洁电能利用建立的博弈模型得到了有限次放电电价博弈均衡解,并进一步深化研究将其拓展到无限次博弈层面。然后,结合目前我国电动汽车产业的发展速度,分情形考虑实际情况中不同市场规模下交易过程中博弈双方的效益变化情况。之后,通过仿真分析发现,有限次博弈中的博弈效益将受双方产业规模及总博弈次数影响;在交易中无限次博弈能否达成最优解取决于博弈双方所在地的市场结构。最后,研究还发现,提高电动汽车聚合商产业规模可以有效增大聚合商效益,提高电动汽车经济性并促进清洁能源消纳。     

规模化电动汽车和风电协同调度的机组组合问题研究

基于电动汽车通过集中控制器与电网交互的模式,考虑集中控制器所辖区域电动汽车负荷每个调度时段的可控特性,提出将集中控制器充电负荷作为机组组合模型的控制变量。通过蒙特卡洛抽样模拟电动汽车并网场景,计算集中控制器的可调度上限值和下限值,建立了规模化电动汽车与风电协同调度的机组组合模型。算例分析结果表明了应用提出的机组组合模型提高风电消纳能力和降低系统运行成本的有效性。     

基于区块链技术的电动汽车充电交易探讨

针对规模化电动汽车在充电交易时存在安全性低、自主性差的问题,提出了基于区块链技术的电动汽车充电交易模型。该模型在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下,利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性,开放用户协商定价的权利。首先阐述了区块链技术在电力系统各领域应用现状。其次基于区块链平台与电力市场相似的网络拓扑形态,建立区块链架构下的电动汽车充电交易模型；最后制定传统电力市场和应用区块链平台的电力交易市场下满足电动汽车聚合商需求的充电方案,对比分析得出区块链去中心化的特点为满足电动汽车聚合商个性化需求提供了可能,同时提升新能源电厂收益,降低火电厂售电量从而减少碳排放。算例结果证明了所提模型的有效性和可行性,为电动汽车充电交易市场提供了一种新思路。     

面向多级市场出清的负荷聚合商联合交易策略

在以新能源为主体的新型电力系统发展模式下,电网将面临灵活性资源严重不足的问题,亟需引导用户侧可调控资源主动参与系统的平衡调节服务。提出一种考虑日前主能量市场、日前备用市场及实时平衡市场的多级市场衔接框架,基于负荷聚合商引导终端用户参与至多级耦合市场的市场化调度中。在日前主能量市场与备用市场,提出负荷聚合商可调节负荷状态感知模型及日前电能量与备用联合市场的竞价模型,系统运营商实现日前主辅能量市场的阶段性出清。在实时平衡市场,提出负荷聚合商基于用户侧富余可调节资源的实时平衡市场竞标模型,系统运营商基于实际系统运行需求实现平衡资源的出清与备用资源的调度。最后基于 IEEE 30 节点系统验证了所提出市场框架可有效激励用户侧主动响应电网调控需求、降低系统供需不平衡风险。     

Two-stage stochastic-robust model for the self-scheduling problem of an aggregator participating in energy and reserve markets

This paper addresses a two-stage stochastic-robust model for the day-ahead self-scheduling problem of an aggregator considering uncertainties. The aggregator, which integrates power and capacity of small-scale prosumers and fexible community-owned devices, trades electric energy in the day-ahead (DAM) and real-time energy markets (RTM), and trades reserve capacity and deployment in the reserve capacity (RCM) and reserve deployment markets (RDM). The ability of the aggregator providing reserve service is constrained by the regulations of reserve market rules, including minimum ofer/bid size and minimum delivery duration. A combination approach of stochastic programming (SP) and robust optimization (RO) is used to model diferent kinds of uncertainties, including those of market price, power/demand and reserve deployment. The risk management of the aggregator is considered through conditional value at risk (CVaR) and fuctuation intervals of the uncertain parameters. Case studies numerically show the economic revenue and the energy-reserve schedule of the aggregator with participation in diferent markets, reserve regulations, and risk preferences.     

负荷聚合商多类型需求侧资源激励价格制定一般模型及应用

负荷聚合商通过整合需求侧可调资源参与系统运行交易获利,是开展电力需求响应的专业机构.实现多类型需求响应资源的个性化激励定制对进一步灵活管理需求侧资源和增加需求响应效益至关重要,是负荷聚合商核心业务.基于主从博弈原理建立了负荷聚合商激励价格定制通用模型,选取了电动汽车用户及楼宇空调用户,考虑舒适度价格随削减负荷变化情况,...     

基于动态非合作博弈的大规模电动汽车实时优化调度

针对大规模电动汽车(EV)接入电网后,各充电聚合商(EVA)的独立优化目标存在冲突而导致优化调度存在困难的问题,提出了考虑多个EVA各方利益的基于动态非合作博弈的大规模EV实时调度模型。首先构建了大规模EV的集群等效模型并分析了动态电价下各EVA的利益关系,接着利用完全势博弈理论证明了博弈模型存在唯一的纳什均衡解并推导出求解方法,最后提出基于交替方向乘子法的实时分布式算法实现各EVA实时策略的求解。通过算例仿真验证了所提模型可有效实现削峰填谷、降低EVA充电成本。同时,在优化结果、计算时间、保护用户隐私方面更适用于大规模EV实时充电优化调度。