价格与激励联合需求响应下电动汽车长时间尺度充放电调度

为充分调动电动汽车充放电潜力,降低电动汽车接入对电网的影响,提出了一种价格与激励联合需求响应下电动汽车长时间尺度充放电调度策略。首先,制定了结合价格型与激励型需求响应的联合需求响应措施,以这两类需求响应对电动汽车进行分群,并针对不同电动汽车群分别进行长时间尺度优化。其次,将需求响应措施作为电动汽车聚合商与电动汽车间的调度通道,以电动汽车聚合商净收益最大及负荷波动最小为目标,建立电动汽车聚合商调度模型;以电动汽车调度成本最小及心理效应最小为目标,建立电动汽车长时间尺度调度模型。最后,以100辆电动汽车为例的仿真结果表明,所提调度策略能在长时间宏观尺度上有效提高电动汽车聚合商净收益,同时减小负荷波动及降低电动汽车调度成本。     

考虑电动汽车用户意愿的滚动优化调度

大规模电动汽车(EV)接入电网后,其无序充放电行为会给电力系统带来极坏的影响,因此对EV进行聚合分类并引导其有序充放电变得非常重要。然而,不同EV用户的需求具有明显的个性化、多样化,为了给不同EV用户提供精准的服务,需要对EV用户的意愿进行响应。首先,提出了行为倾向函数,其中包含了EV的剩余电量、未来出行距离、上一时段的充放电状态、停车时长等信息,以评价EV用户对主动参与调度的意愿;然后,根据EV用户的行为倾向对EV进行分类;最后,建立考虑配电网网损、风电与负荷的匹配度以及负荷方差的多目标优化函数对分类后的EV进行滚动调度,以确定最优调度策略。以改进的IEEE 33节点系统为算例进行仿真分析,仿真结果表明,所提优化调度方法准确响应了EV用户的多样化需求,既满足了EV的用车需求,又提高了EV充放电的整体效益,同时有效降低了配电网网损及负荷方差,提高了风电与负荷的匹配度。     

考虑谐波严重程度的长时间尺度谐波责任划分方法

针对现有谐波责任划分方法未考虑不同谐波严重程度下责任所造成的实际影响差异,提出一种考虑谐波严重程度的长时间尺度谐波责任划分方法。考虑谐波数值分布与变化趋势两方面因素划分工况,并计算各工况综合权重量化谐波严重程度;基于典型相关性分析原理筛选长时间尺度数据,并根据谐波责任定义式估算谐波责任;结合上述综合权重获取长时间尺度综合谐波责任划分指标;采用仿真算例与实测数据进行验证,与传统方法相比,所提方法可反映各谐波源在长时间尺度下不同次数谐波造成的累计影响,更适用于谐波精准治理与公平奖惩工作。     

计及充电行为特征与可调性的电动汽车集群优化调度

针对传统电动汽车集群优化调度过程中未能充分考虑电动汽车是否具备参与电网响应的物理条件和主观意愿等问题,提出一种基于双向门控循环单元（Bi-GRU）的电动汽车充电行为可调性识别方法,并以聚合商收益最大为目标进行优化调度。首先,利用电动汽车在充电站内的真实数据描述电动汽车用户充电时间特征、充电电量特征,并从影响用户参与优化调度的主观意愿因素出发,分析并描述用户充电偏好;其次,构建充电过程物理矩阵和用户响应意愿矩阵,并采用Bi-GRU模型将电动汽车划分为可调电动汽车集群与不可调电动汽车集群,计算可调集群充电电量与不可调集群充电电量;最后,从电动汽车聚合商利益最大化角度出发,提出考虑分时电价影响的电动汽车集群参与电网优化调度模型及求解策略。算例表明,与传统优化调度方法相比,所提Bi-GRU模型能精准识别电动汽车是否具备可调性,且优化调度策略能在保证聚合商收益最大化前提下有效平抑负荷波动,保证电网安全稳定运行。     

计及后备储能及空调调度潜力的5G基站多时间尺度优化方法

含可再生能源(RES)的第五代移动通信(5G)基站的广泛接入有利于推动通信设施的低碳化发展,然而RES及通信负荷的不确定性给5G基站及电网的安全运行带来了挑战。基于此,提出一种计及后备储能及空调负荷调度潜力的5G基站多时间尺度滚动优化调度模型,在日前阶段以基站综合运行成本最低为目标函数;在日内阶段以日前计划为基础,通过调整后备储能及变频空调的出力来最小化功率偏差惩罚成本及温度偏差成本。然后,采用基于可忽略修复时间马尔可夫模型的基站后备储能可调度容量评估方法,将其作为储能模型边界约束集成到优化模型中,提高了基站供电的可靠性。算例仿真结果表明,采用所提出的模型能够使得基站运行成本相较日前值下降2.98%,联络线功率波动率仅为3.19%,在提升基站运行经济效益的同时又能有效降低源荷波动性对系统实际运行的影响。     

电动汽车集群参与调频辅助服务市场的充电调控策略

随着电力市场改革的推进,电动汽车(EV)接入电网可作为分布式储能设备提供与电池储能类似的调控能力,探索电动汽车集群(EVA)参与电力辅助服务市场的潜力,可带来增长车主在电力市场盈利和提升电网安全经济运行的双重效益。首先,提出了一种EVA参与多品种电力市场交易的调控与市场收益评估方法,在满足用户多样化充电需求的同时,提出了EVA参与日前能量市场和调频辅助服务市场的协同充电优化策略。然后,根据不同时段EV提供的调频能力,构建EVA参与电网调峰调频的控制系统分析频率响应效果。最后,应用PJM调频市场机制进行算例分析。该策略在考虑性能得分的情况下,同时考虑了容量收入和里程收入,最终结果表明EVA调频效果显著,并且有效提升了EVA参与电力市场调节的经济性。     

计及气象累积效应的特征解耦峰荷预测模型

夏季峰荷是电力部门的关注焦点,温度累积效应对于夏季峰荷预测具有重要影响。为此,提出一种计及气象累积效应的特征解耦峰荷预测模型。建立具有3个输入分支的深度神经网络模型,从结构上对输入特征实现解耦,称为特征解耦模型。3个分支分别以时间特征、负荷特征、气象特征为输入,其中负荷分支、气象分支应用了长短期记忆(LSTM)网络隐藏层并基于LSTM网络的时序处理能力能对负荷及气象序列进行处理来反映累积效应,进而应用于峰荷预测。最后,通过实例分析,与温度修正等常规方法进行对比,验证了特征解耦模型更适合于计及气象累积效应的峰荷预测。     

基于深度强化学习的大规模电动汽车充换电负荷优化调度

针对大规模充换电站的聚合优化调度问题,提出一种基于SAC深度强化学习的充换电负荷实时优化调度策略。该策略充分考虑了负荷调控过程中的用户因素、系统因素和市场因素,能够实现大规模电动汽车与各类电力系统主体的友好互动。首先,考虑充换电站的发展规模和调度性能建立联合运行框架;其次,提出考虑多重用户特征的可调性识别模型对电动汽车的实际可调性进行判断;进而,考虑充换电站优化调度的多重时空特征,构建不同场景下可调充换电负荷的优化调度模型;然后,基于SAC算法求解并网充换电负荷的实时调度方案;最后,以电动汽车聚合优化虚拟电厂负荷为例,验证了SAC算法应用于大规模电动汽车充换电负荷实时优化调度的经济性和高效性。     

考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略

电动汽车在节能减排、推动“双碳”进程等方面有着传统汽车无法比拟的优势。然而，大规模出行电动汽车无序充电可能会加重配电网负荷波动甚至引起节点电压过低等安全问题。为此，提出了考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略。首先，基于配电网原始负荷及节点电压情况，建立了分区域分时电价定价模型，建立电价与负荷情况之间的相关性；其次，以所制定的电价为基础，在各个充电站分别制定电动汽车充电行为预备调度方案，调度的原则是电动汽车的充电费用最低，从而引导电动汽车在负荷低谷进行充电，参与配电网的负荷优化；再次，建立以充电费用、出行总时间以及行程距离三者权值之和最小为目标的电动汽车充电站选择函数，为电动汽车推荐充电站并规划最优行驶路径，同时提升用户经济性和配电网运行的安全性；最后，以修改的IEEE33节点配电网为例，验证了该策略可以有效提升电动汽车用户出行满意度并兼顾配电网的运行安全。     

计及电池放电损耗的电动汽车充放电优化调度策略

针对现有电动汽车充放电策略对电池放电损耗考虑不够深入的问题,提出一种计及电池放电损耗的充放电优化调度策略。该策略以峰谷分时电价为背景,根据电池损耗模型计算电池放电损耗并计入用户用电成本,建立以电网负荷波动和用户用电成本为目标函数,以充放电功率、电池可用容量、不可用时段和出行SOC要求为约束条件的多目标优化调度模型,采用基于杂交的混合粒子群算法求解。利用Matlab进行算例仿真,针对不同电池损耗模型、不同调度车辆数以及不同分时电价下调度策略的优化效果进行了对比分析,验证了该策略的可行性和有效性。     

考虑燃油车和电动汽车动态混合交通流的电动汽车充电站规划

充电站的规划对缓解用户里程焦虑和电动汽车的规模化应用具有重要意义。随着电动汽车渗透率的提高，交通流的形态愈发复杂，导致充电站规划面临严峻挑战。针对已有研究忽略燃油车的路径选择对电动汽车出行以及充电站规划的影响，基于燃油车和电动汽车实时能耗的区别，提出了考虑燃油车和电动汽车动态混合交通流的交通分配模型，基于此进行了交通和配电网耦合网络的充电站规划，以满足电动汽车的充电需求。以耦合网络的规划和运行总成本最小为目标，考虑不同规划阶段燃油车和电动汽车的增长速度，结合耦合网络运行约束来确定电动汽车充电站的位置和容量。为得到全局最优解，应用Benders分解算法将模型分解成主–子问题进行迭代求解。以Sioux Falls交通网和IEEE 69节点配电网的耦合网络为测试系统，仿真算例表明考虑动态混合交通分配后可以减少车流量峰值，改善交通流分布，得到了最优的充电站规划结果。     

考虑碳交易和电动汽车充电负荷的工业园区综合能源系统调度策略

为实现“双碳”目标，优化工业园区多能利用形式，提出了一种工业园区综合能源系统调度策略。首先，针对工业园区能源多元化的特点，设计汇聚电、热、氢能源的工业园区综合能源系统；然后，基于工业园区的负荷可调节能力差的特性，将电动汽车作为可灵活调整的柔性负荷加入综合能源系统的调度过程；进而搭建以系统总运行成本最小为目标函数，考虑碳交易机制和电动汽车充电负荷调节比例的经济性数学模型；最后，在MATLAB中调用CPLEX求解器对4种对比方案进行求解及分析。结果表明：所提出的调度策略中，引入碳交易机制能够在日运行中降低4.5%的碳排放量，调整30%以下的电动汽车负荷比例能够降低1.54%的运行成本。在清洁能源持续发展和未来技术发展趋势下，成本将会进一步降低，该研究可为工业园区能源系统的优化调度提供参考。     

计及灵活性与可靠性的综合能源系统优化调度

高比例可再生能源不断并网使得系统的不确定性问题日益突出，对系统的供能能力和响应能力均提出了更高的要求。为满足系统高灵活性与高可靠性的需求，充分挖掘电-气-热多种能源间的耦合和互补协调的能力，提出了一种考虑运行灵活性与供能可靠性约束的综合能源系统优化调度模型，在明晰灵活性和可靠性两者概念内涵的基础上，提出了提升灵活性与可靠性的相互影响机理。据此，文中分别推导了运行灵活性与可靠性的评价指标，并定义了表征二者相互影响关系的协调指标。在此基础上，采用成本效益分析法和等响应风险方法构建了计及运行灵活性与供能可靠性协调效应的综合能源系统优化调度模型，并采用增量线性化方法对模型中的非线性项进行了处理，进而通过混合整数线性规划法直接求解。最后，以改进的电-气-热IES 24-20-16系统和电-气-热IES 118-20-16系统为例，验证了所提模型和方法的可行性。     

考虑充放电策略的换电站与风电-碳捕集虚拟电厂的低碳经济调度

风电-碳捕集虚拟电厂与换电站均具有一定程度的低碳性能,有助于电力系统低碳化。考虑系统源荷两侧低碳配合问题,提出一种考虑充放电策略的换电站与风电-碳捕集虚拟电厂协调低碳调度方法。在源侧引入了采用综合灵活运行方式的碳捕集电厂与风电场聚合,形成风电-碳捕集虚拟电厂,在荷侧考虑了具备“源荷”双重角色的换电站,并制定充放电策略,分析二者各自在低碳运行方面的不足之处,研究二者的低碳互补问题,并建立了以系统综合成本最优为目标函数的低碳经济调度模型。最后,采用改进的IEEE 30节点系统进行仿真验证,算例结果表明所提调度模型能在提高全网风电消纳能力的同时,实现系统低碳经济运行。     

考虑电动汽车集群时空能量可调控特性的交直流混合配电网紧急优化调度

针对交直流混合配电网存在强随机性分布式电源接入、电力电子变流器的过载能力受限的特点,提出了考虑电动汽车(EV)集群时空能量可调控特性的交直流混合配电网紧急优化调度方法。基于负荷在紧急状态下的响应特性差异建立紧急响应负荷模型,基于紧急优化调度的实际需要和EV集群中各单元的荷电状态、并离网状态差异性特点建立EV聚合商紧急调控模型;综合考虑调度单元的经济性与系统可靠性,建立紧急优化调度模型;基于改进的IEEE 33节点交直流混合配电网构建2种故障场景,基于最差净负荷功率曲线进行优化求解,并将EV集群与容量相当的传统储能的紧急优化调度结果进行对比,结果验证了所提方法的灵活性、有效性及经济优越性。     

V2G模式下计及供需两侧需求的电动汽车充放电调度策略

随着电动汽车(EV)渗透率日益增长,研究EV的有序充放电策略对缓解EV规模化入网带来的负面影响、保证电网的经济安全运行具有重要的意义.为此,提出了一种计及用户和电网两侧需求的EV日内调度策略.首先,考虑用户响应调度的意愿和能力,确定EV调度可行性;然后,在第一阶段用户侧优化中通过定义平均放电率指标、动态放电损耗成本完善...     

计及可转移充放电量裕度的电动汽车充放电实时调度策略

大量电动汽车(EVs)无序充放电会影响电力系统的安全与经济运行。随着EVs渗透率的逐步提高,研究EVs的有序充放电策略就具有实际意义。首先,在考虑EV充放电可调度时间与可调度电量、用户参与意愿因素的基础上,提出EV可转移充放电量裕度的概念,用于量化充放电量的调度灵活性。构建了计及可转移充放电量裕度的EVs充放电实时调度模型。其次,针对每个调度时段,该模型分两步求取EV充放电调度计划:第一步构建以调度时间区间内的系统总负荷水平的方差最小化为目标的二次规划模型,以求取当前时段EVs总的充电和放电功率;第二步发展以未参与充放电的EVs的可转移充放电量裕度最大化为目标的整数规划模型,求取满足第一步所求EVs总的充电和放电功率要求的充放电调度计划。然后,采用YALMIP/CPLEX高效求解器求解所构建的优化模型。最后,采用算例对所提EV充放电调度策略的有效性进行了验证,仿真结果表明所提EV充放电调度策略较EV随机充放电可明显改善负荷轮廓。     

基于信息物理社会融合的新能源消纳策略

随着信息物理系统的概念逐渐扩展为信息物理社会系统,以及新能源对新型电力系统的大规模渗透,新能源消纳水平提升和新型电力系统经济运行面临着更高的挑战。通过高可靠性的蜂窝星形网络的信息采集和传递将信息、物理和社会系统紧密相连,构建了基于信息物理系统和信息物理社会系统的优化调度模型。为提升新能源的消纳水平,还通过考虑碳交易成本来减少火力发电的占比。在社会系统中,电动汽车聚合商受充电成本的刺激从而积极参与电力系统的优化调度。通过CPLEX对分别包含基于信息物理系统和信息物理社会系统两种优化模型的IEEE 33节点电力系统进行仿真,计算和对比优化结果验证了基于信息物理社会系统优化模型的有效性,其不仅大幅提升了新能源的消纳水平,还减少了电动汽车聚合商的充电成本。此外,发电系统的运维成本和碳交易成本也得到了改善。信息物理社会系统在能源转型中的应用实现了新型电力系统中各主体之间的互利共赢。     

基于改进延迟接受算法的电动汽车-快充桩匹配策略

针对电动汽车用户在选择充电目标站点上的差异性,提出了一种考虑充电选择冲突的电动汽车-快充桩快速匹配策略。提出以数字地图接口为底层数据支撑的电动汽车充电预约服务构架;根据充电偏好将用户划分为距离敏感型用户、时间敏感型用户、价格敏感型用户,并建立考虑不同充电偏好的快速充电匹配模型;借鉴“婚姻市场”中一对一匹配的延迟接受算法,提出基于改进延迟接受算法的电动汽车-快充桩匹配策略,通过多轮次算法解决充电服务市场中的多对一匹配问题。以上海市某测试区域为算例,验证所提策略的有效性、适用性和稳定性,算例结果表明所提策略在考虑了充电站容量利用率均衡的同时,可通过服务资源合理分配提升充电站的盈利。     

计及碳排放流的电力系统低碳规划

为促进电力行业实现低碳目标，合理有效的电力系统规划至关重要，需求响应参与电力系统规划是减少系统碳排放的重要手段。为此，设计了计及碳排放流和需求响应的电力系统双层低碳规划模型。上层规划模型为投资规划模型，以投资成本与运行成本之和最低为目标，内嵌全年8760 h时序运行模拟模型，采用机组聚类线性化方法对传统燃煤机组进行建模，协调优化传统机组、新能源和储能的投建容量；下层模型根据上层模型计算出的机组出力和线路潮流数据，基于碳排放流理论和负荷侧阶梯碳价机制形成需求响应模型，合理调节负荷分布以降低碳排放量及碳排放成本。最后，在改进的IEEE RTS-24节点系统上对所提模型进行了分析与验证。