考虑电网运行状态的电动汽车充放储一体化充换电站充放电控制策略

电动汽车充放储一体化充换电站作为区域性有源电站,通过合理的充放电控制策略,可以为电网提供削峰填谷的作用。根据电网状态和一体化充换电站与电网之间的能量流信息,结合换电站和梯次站的储能水平,对换电站、梯次站和电网之间的能量流动进行合理调控。将换电站和梯次站内电池组分成若干部分,结合电网实时负荷水平,提出一种新型的充放电控制策略,从而在保证换电站内满电状态电池组数量的前提下,为电网提供增值服务。所提充放电控制策略考虑电池的使用寿命,合理安排电池组在一个周期内的充放电功率。实际算例的分析结果表明,一体化充换电站在保证电池组使用寿命和满足自身良好运行工况的前提下,可为电网提供削峰填谷的服务。     

考虑电动汽车换电站负荷特性的电网管理效益分析

电动汽车充放电管理是智能电网需求侧管理的重要组成部分。基于对3种常见充电模式的比较,首先分析了换电模式在电动汽车负荷管理方面的优势。然后,分析了电动汽车换电站的负荷特性,研究了其对电网运行的影响。最后,以一假想的换电站接入IEEE 33节点配电系统,比较电动汽车换电站有序和无序充放电对电网运行的影响,从而说明换电站有序充放电的管理效益。     

基于GA-PSO的电动汽车换电站时空双层充电优化策略

针对电动汽车(Electric Vehicle, EV)用户换电体验不佳、换电站备用电池组空闲、充电成本过高及配电网负荷特性恶化的问题,建立了兼顾EV用户、换电站和电网公司三方利益的时空双层充电优化模型。该模型采用双层时空解耦结构,上层模型以满足EV用户个性化需求为目标,重点解决空间尺度上换电站的选择问题。下层模型在时间尺度上采用一种两阶段优化策略,第一阶段以充电成本最小为目标重点关注电池组充电方案的制定问题,第二阶段虑及电网激励以配电网负荷波动最小和峰谷差最小为目标重点关注充电方案的优化问题。最后,采用Monte Carlo法模拟EV用户的换电需求,采用GA-PSO(遗传-粒子群算法)对提出的时空双层优化模型进行迭代求解。以某典型城区为例,仿真验证了所提模型与方法的正确性。     

基于换电规则优化与车辆–电池组匹配的电动公交车充换电站充电优化策略

考虑电动公交车换电模式下的换电规则具有灵活性、车辆与电池组的分离,以及公交车运行中规律性与不确定性并存的特点,提出一种基于换电规则优化、电池组与车辆匹配的充换电站日前优化–实时滚动修正两阶段充电优化策略。首先,建立换电规则模型与基于换电规则的车辆换电需求和电池组充电需求模型;建立匹配指标,提出基于熵权法的车辆换电需求与电池组充电需求匹配策略。在此基础上,日前优化策略以充电费用、充电负荷波动最小为目标,对换电规则与充电功率进行联合优化;实时滚动修正策略进行日前充电功率方案修正与异常情况处理。最后,对所提出的策略进行仿真验证,结果表明:所提出的优化策略能够有效降低充换电站的充电费用,平抑充电负荷波动,应对电动公交车实际运行不确定性与异常情况,为电动公交车充换电站的安全经济运行提供有力支撑。     

计及服务可用性的电动汽车换电站容量优化配置

动力电池换电模式由于其换电过程所需时长远小于充电过程、动力电池充电便于统一管理等优点,成为电动汽车能量补充的重要方式,推进换电站的建设有利于电动汽车的普及。针对可就地向动力电池组充电的换电站容量优化配置展开研究。首先介绍换电站的系统结构和"即换即充"的运行策略,提出服务可用性的评价指标;然后分析换电站运行状态的时序仿真模型,根据模型的输出量计算服务可用性指标;构建以设备年成本为目标函数、以换电站规模和服务可用性要求为约束的数学模型;采用微分进化(DE)算法对数学模型进行求解;最后对算例进行优化配置,随机抽取两日换电需求,计算换电站的可用性指标并分析各时段运行状态,对配置结果敏感性进行分析。     

考虑电动汽车换电站不同充电模式的微网能量优化

将换电站作为可控负荷,根据分时电价差异引导其避峰填谷,减小微网系统峰谷差,提高运行效率。以微网最小运行成本为优化目标,通过改进遗传算法优化各微源出力以及换电站充电功率,对比分析了换电站不同充电模式对微网能量优化的影响。结果表明:换电站作为可调度负荷参与系统调节有利于微网对可再生能源的消纳,节省安装储能装置的成本,BSS串联运行方式下调度灵活,效益更好。     

基于双网络结构的电动汽车充换电网络二次分区规划方法

依据实际电网运行和交通运行情况,提出了基于双网络结构的电动汽车充换电网络的二次分区规划方法。鉴于电池集中充电站同时具备电网负荷和充换电网络上级供应源的2种性质,以其为核心构建了电力网络和充换电网络相连接的双网络结构。在此基础上,以电源辐射面积进行一次分区,并通过交通负荷网格化预测一次分区负荷;其次,根据电压偏移情况对一次分区内电池集中充电站选址;然后,基于一次分区结果根据交通情况进行二次分区,并利用改进粒子群算法在二次分区内对电动汽车换电站选址;最后,通过某城市充换电网络规划实例验证了这种方法的合理性。     

结合车主期望的充换电站辅助调频策略

随着可再生能源的高渗透与新型电力系统构架的不断完善,电动汽车既可作为可控负荷,也可作为分布式电源,具有优良的调频特性。为此,提出了一种结合车主期望的充换电站辅助调频策略。首先,基于入/离网时间、入网/期望荷电状态量、电动汽车充放电限制等车主期望建立电动汽车充/放电能力评估模型。其次,结合电动汽车充/放电能力与有功-频率特性曲线建立电动汽车双层控制的调频模型。最后,考虑电网侧和车主侧的需求,提出充换电站参与电网调频策略。仿真结果表明,所提控制策略在满足车主期望及电动汽车自身限制的情况下可有效调节电网频率、提高电网安全稳定运行水平及灵活性。     

虚拟同步机技术构建“源—网—荷”友好互动新模式

虚拟同步机技术是指通过模拟同步机组的机电暂态特性,使采用变流器的电源或负荷具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性的技术。文章在新能源、可控负荷及其并网变流器大量接入电网的条件下,分析了基于虚拟同步机技术的"源-网-荷"友好互动新模式,其中应用虚拟同步发电机技术的新能源能自动与电网同步,跟随电网调整功率输出,阻尼系统频率的过快变化,变"弃风弃光"为自动同步;应用虚拟同步电动机技术的可控负荷可感知电网的状态,自动调整吸收功率的快慢,变"切负荷"为降功率运行,从而达到辅助电网故障穿越的目的。在火电机组仍为调频主力机组的背景下,虚拟同步机技术实际上加强了电网与新能源和可控负荷的联系,有助于提高新能源/可控负荷的生存能力,有助于共同维持系统的稳定运行。     

计及电动汽车换电站储能的负荷频率控制

将电动汽车换电站储能引入传统负荷频率控制(LFC)问题中,提出了计及换电站与电网互动(S2G)的LFC新模型。该模型将控制区域内换电站等效为大容量虚拟储能电站,采用基于滤波方法的LFC协调控制策略分配调节功率,能够避免过度调频对换电站电池寿命的影响。在换电站建模方面,提出了基于蒙特卡洛随机模拟的换电站可控容量计算方法,建立了考虑电池荷电状态(SOC)及换电站可控容量约束的S2G集中等效模型。通过两区域互联LFC系统仿真验证了模型的有效性和正确性,相关分析表明S2G辅助调频能显著抑制频率偏差和联络线功率偏差的波动,提高LFC系统的动态控制性能。     

计及柔性负荷和换电站的综合能源系统优化调度

在“碳达峰，碳中和”背景下，未来能源发展将由单一的能源系统向综合能源系统转变。随着电动汽车车网互动技术的发展与应用，柔性负荷占比的显著提升，综合能源系统中的可调度资源将愈加丰富。在此背景下，本文将含电动汽车换电站和多类型柔性负荷的综合能源系统作为研究对象。首先，建立包含风电、储能、热电联产机组、燃气锅炉等设备的综合能源系统模型。其次，在计及电、热、气柔性负荷响应的基础上，将电动汽车换电站的充放电特性考虑到综合能源系统的优化调度中，以系统运行成本最小为目标，构建综合考虑多类型柔性负荷响应和换电站有序调度的综合能源系统优化模型。最后采用Yalmip进行建模并调用Cplex求解器对模型求解。算例结果表明，调度周期内系统运行成本降低了13.04%，风电消纳率提高8.65%，负荷峰谷差降低24.58%，验证了所提模型在降低系统运行成本、削峰填谷以及消纳风电等方面的有效性。     

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。     

电池梯次利用储能装置在电动汽车充换电站中的应用

针对电动汽车充换电站中动力电池的梯次利用问题,设计了电池梯次利用储能站,将充换电站中即将报废的电池用于储能放电,以降低电动汽车动力电池的使用成本。介绍了电池梯次利用储能站结构、电能控制系统以及储能控制策略,可以实现电动汽车充换电站动力电池的梯次利用、对电网负荷进行峰谷调节并作为充换电站的应急和后备电源。     

基于加权Voronoi图和自适应PSO算法的电动汽车充换电站联合规划

充、换电站是为电动汽车提供电能补给的基础设施,合理规划充、换电站对推动电动汽车普及具有重要意义。首先,预测规划区域电动汽车保有量,根据保有量及各类型电动汽车行驶特性数据,得到电动汽车总换电需求和各路网节点换电需求;其次,以充、换电站建设运维成本、用户损耗成本和电池配送成本之和最小为目标,建立了充、换电站联合规划模型;最后,采用加权Voronoi图与自适应粒子群算法对模型进行求解。算例结果表明,在综合考虑电动汽车用户和充、换电站运营商的利益下,所提方法既能满足用户电能补给需求,又能使充、换电站年均综合成本达到最优。     

国内首座光储式电动汽车充换电实验站的建设

针对国家电网公司倡导的“换电为主,插充为辅”的电动汽车充电模式,黑龙江省电力科学研究院开展了将电动汽车充换电站与光伏发电系统结合的相关研究,并建成和投运了国内首座光储式电动汽车充换电实验站.同时,也介绍了构建实验站各系统组成及工作原理,如光伏发电系统、蓄电池储能系统、电动汽车充换电站和站用负荷等.阐述了构建该实验站的意义.     

基于有序充电的换电站电池冗余度研究

电动汽车大规模接入电网后,有序充电优化控制具有便于集中管理、抑制负荷波动、降低峰谷差和充电费用等优势,但同时也带来换电站电池冗余度增大的问题。文中针对换电模式,以抑制电网总体负荷波动为有序充电主要目标,采用自适应遗传算法,建立有序充电模式下换电站电池冗余度模型,并使用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的用车需求。对比分析无序充电和有序充电模式下换电站电池冗余度仿真结果,表明该有序充电策略能够有效削减负荷波动,减小峰谷差,但也相应提升了换电站电池冗余度。     

考虑EV换电站调度和区块链数据存储的电网分布式优化

随着电动汽车规模的迅速增长和主动配电网的发展,对包含电动汽车的电力系统进行调度优化变得越来越重要。文中提出一种包含电动汽车换电站优化调度的三层分布式算法,相比于传统的中心化算法,该算法对于趋于分散布局的现代电力系统更加适用。在此基础上,构建了针对该模型的区块链数据存储与共识体系,保证所有历史数据不被篡改和可追溯。此外,提出了适用于该算法的电动汽车换电站车辆入网(V2G)的电价引导模型,能够准确地引导电动汽车换电站的V2G行为。针对优化运行中可能存在的线路阻塞问题,采用动态约束集法对优化结果进行了校正。最后,通过对15节点测试系统进行仿真,验证了该模型对于分布式电网布局的适用性。     

基于自供给模式的电动汽车换电站供需均衡运营策略

以换电模式为电动汽车(EV)提供能源补给是促进EV行业发展的重要保障。为了评估EV换电站的运营模式、提高EV换电站的运营效益,提出了一种基于自供给模式的EV换电站供需均衡运营策略。针对未来可行的统一化电池规格和换电站自供给模式,EV既可作为电池消费者,又可作为电池服务提供者,通过设计换电站的动态奖励机制,以吸引EV用户充当电池服务提供者辅助换电站提供换电服务,并基于带约束的马尔可夫决策框架对系统的随机优化问题进行建模。算例结果表明所提策略能使换电站自适应地选择给予电池服务提供者的奖励,从而在满足换电站服务质量水平约束的条件下最大化换电站的运营效益。     

基于集群负荷预测的主动配电网多目标优化调度

常规的配电网调度模式中,往往通过可控分布式电源、储能和柔性负荷来调节预测误差和实时波动,粗略地预测负荷值,这使得负荷预测往往不够精准,而且用可控分布式电源、柔性负荷或储能平衡配电网负荷波动,会造成较大的波动成本和备用成本.对此提出一种基于集群负荷预测的主动配电网多目标优化调度方法.采用模糊聚类的方法,对负荷进行集群划分...