电动汽车的电网调峰模型及效益分析

车辆到电网(V2G)互联技术实现了电动汽车和电网的电能互动,是智能电网的重要组成部分,有望参与电网的调峰平衡负荷。介绍了V2G技术的特性,计算了电动汽车的充电容量和可调度放电容量,提出了一种电动汽车参与电网调峰平衡的模型,并利用蒙特卡罗方法进行求解。基于某地区典型日负荷曲线,研究计算了不同规模电动汽车参与电网调峰的影响,计算表明,可产生良好的"削峰填谷"效果。     

计及负荷峰谷特性的储能调峰日前优化调度策略

为了使储能系统达到最优的削峰填谷效果,提出一种计及负荷峰谷特性的储能调峰日前优化调度策略。根据调度日内的负荷曲线,以储能系统的额定容量与额定功率为约束条件,分别计算在调峰过程中所能达到的最高填谷功率线、最低削峰功率线以及与之对应的充放电电量。根据所需的充放电电量差值,在储能系统未动作区间内,以储能系统经济性和负荷峰谷差改善量最优为目标,确定各时刻储能系统的充放电功率,实现充放电电量平衡。分别建立填谷调度模型、削峰调度模型及电量平衡调度模型,并制定相应的调度策略执行流程。构建调度策略评价指标,以某电网的负荷及风电数据为基础验证所提调度策略的有效性。     

计及电动汽车入网的电价联动模型

电动汽车不同的充放电控制与利用策略对电网负荷曲线产生不同的影响,从而影响到峰谷分时电价政策的制定与实施。提出计及电动汽车入网的电价联动模型。首先,应用蒙特卡洛模拟法模拟一定数量电动汽车充放电功率曲线;然后,供电侧基于用户需求响应调整销售侧峰谷分时电价,以优化用户负荷曲线;最后,将用户响应后的用户负荷曲线与电动汽车充放电功率曲线叠加得到新的电网负荷曲线,在此基础上,调整发电侧峰谷上网电价,以平衡用户侧削峰填谷及电动汽车入网给发、供电侧带来的效益。结合实际数据,设置3种电动汽车入网方式和2种充放电电价模式对模型进行仿真,结果验证了模型的有效性。     

含新能源接入的电动汽车有序充电分层控制策略

有序的电动汽车充电负荷可纳入电网调度体系,改善电网运行现状。提出了一种含新能源接入的电动汽车有序充电分层控制策略。策略中主控制中心通过求解削峰填谷两阶段优化模型得到电动汽车充电负荷指导曲线,各次级控制中心根据实际情况选用集中式/分布式控制策略实现电动汽车充电负荷跟随。策略中考虑了新能源弃用比例约束,确保新能源出力高水平消纳。仿真结果表明,提出的分层控制策略具有良好可扩展性,可因地制宜融合多种控制策略,实现次级控制中心的负荷跟随目标以及主控制中心的削峰填谷目标。     

电动汽车充放电站在电网调峰中的应用

介绍电动汽车充放电站的充放电特性,预测充放电站的充电容量和可调度放电容量,提出一种充放电站参与电网调峰平衡的方法。基于某地区2015年典型日负荷曲线,研究不同规模电动汽车对电网峰谷差的影响,结果表明充放电站有良好的"削峰填谷"效果,可极大缓解电网的调峰压力。     

考虑储热改造与最优弃能的风光火储低碳经济调度

大规模可再生能源消纳以及电力系统的低碳发展对减少火电机组调峰调频时的碳排放提出了更高要求。为提高系统风光消纳的经济性与火电机调峰的低碳性，提出一种考虑火电机组储热改造与风光最优弃能的风光火储分层优化调度方法。考虑风光反调峰特性，建立最优弃能约束模型，构建以电网净负荷方差最小为目标的上层模型，对净负荷曲线进行一次“削峰填谷”。为扩大火电机组调峰深度，考虑储热机组改造，建立碳交易成本模型。基于此，建立以系统总成本和碳交易成本最小为目标的下层模型，对净负荷曲线二次“削峰填谷”的同时，实现对系统经济与低碳的协同优化。基于算例分析，验证了所提出模型的合理性与有效性。     

计及电池寿命的电动汽车参与电网调峰策略

适当利用电动汽车电池可为电网提供调峰等辅助服务,但频繁充放电会缩短电池寿命。在分析影响电动汽车电池寿命因素基础上,对电动汽车参与电网调峰的成本进行定量分析。根据分析结果设计了考虑电池寿命的电价奖惩机制,用于大规模电动汽车充电管理。该机制通过电价奖惩信号引导电动汽车电池自主调整充/放电功率,实现调峰目的。仿真程序验证了该方案在充分保障车主利益同时,可有效减少电网的负荷波动,起到削峰填谷作用。     

电动汽车峰谷分时充放电价同步优化模型研究

电动汽车在无引导机制下入网会导致负荷随机性变化,增加系统控制难度。通过制定电动汽车峰谷分时充放电价能够引导电动汽车用户分时段入网参与充放电,进而有利于系统负荷的削峰填谷。首先,通过蒙特卡罗模拟法建立单台电动汽车无序模式下充放电功率模型,并分析规模化入网对系统负荷的影响;然后,构建电动汽车充放电价同步优化模型,建立电动汽车充放电电量与充放电价的联系,实现充放电价的同步优化;最后,利用粒子群优化算法对模型进行求解。算例表明,通过制定电动汽车峰谷分时充放电价同步优化策略能够达到系统负荷削峰填谷的目的,同时能够增加电动汽车用户的收益。     

分时电价下考虑源网荷各侧收益的风电消纳模型

风电的快速发展,系统调峰能力的不足已造成传统调度方式下风电消纳受限,弃风现象严重。采用峰谷分时电价调整用户削峰填谷,降低负荷低谷时段风电弃风。在深入研究分时电价实施机制的基础上,综合考虑发电侧、电网侧、用户侧利益,建立了风电并网量最大、发电侧收益、电网侧收益最大化的多目标风电消纳模型,并采用粒子群算法对模型进行求解。仿真结果表明该模型既能实现源网荷各侧获利,又能提高系统接纳风电能力,实现多方共赢。     

电动汽车有序充电的峰谷电价时段优化

针对如何利用电动汽车有序充电对电网实现削峰填谷效果的问题,提出了峰谷电价时段的优化模型与方法。构建用户选择充电时间对峰谷电价时段的响应模型;通过蒙特卡洛法模拟得到电动汽车充电负荷的日负荷曲线,并与原始电网负荷曲线叠加,从而形成实施效果下的电网实际负荷情况。在此基础上,建立了以峰谷差率最小为目标的最优化模型,并通过遗传算法对峰谷电价时段优化问题进行了求解。最后通过算例的计算结果证明了模型和方法的合理性。     

考虑退役电池柔性负荷的电力系统风险调度

电动汽车退役动力电池再利用,可以作为一种新型柔性负荷参与系统运行。基于实验数据,研究退役动力电池组运行和出力特性,在考虑退役电池及风机的故障风险以及退役电池组不一致性风险的前提下,建立了考虑退役电池柔性负荷的电力系统风险调度模型。模型中利用退役电池组参与系统负荷的调整,响应电源的随机波动,降低负荷侧峰谷差及火电机组出力的波动性,减少能源浪费。最后,以十机组系统为例,验证了该调度模型的有效性和应用价值。     

考虑V2G下电动汽车与风电协同调度的多目标优化策略

通过建立电动汽车及风电参与的负荷平抑、负荷峰谷差和电动汽车充放电费用的多目标模型,考虑电动汽车电池的可用容量和充放电功率等约束条件的情况,采用基本遗传算法和非线性规划遗传算法这两种不同算法,分析考虑负荷峰谷差对平抑负荷波动和提高电动汽车用户收益产生的影响,并分别对所产生结果进行对比.最后,通过算例分析验证结果表明,通过在分时电价合理的安排电动汽车充放电下采用非线性规划遗传算法并考虑负荷峰谷差可使多目标模型更加优化,并给出非线性遗传算法求解多目标模型时的结果曲线图.     

基于模糊控制的区域电动汽车入网充放电调度策略

提出一种基于模糊控制的电动汽车入网(V2G)充放电调度策略。首先,提出V2G管理系统的整体结构,其主要由有序充电调度系统和V2G变流器控制系统组成,前者合理安排各充电桩的充放电功率,实现削峰填谷的辅助功能;后者响应上层调度下发的功率指令,控制实际充放电行为,提供稳定的电能变换和能量交换的接口。然后,在有序充电调度系统中综合当前配电网的负荷特点,对当前接入充电站的全部电动汽车进行调配,并采用模糊控制算法计算充放电功率并下发给各充电桩,改善区域电网的负荷特性,实现削峰填谷的辅助功能。最后,通过仿真实验证明所提有序充电调度系统在满足电动汽车充电需求的同时,能够充分地利用电动汽车负荷的灵活性;在实现对电网削峰填谷的同时,有效地避免了电网负荷低谷时段大量电动汽车充电引起新负荷尖峰的问题。     

车网互联（V2G）支持高峰电力的技术经济分析

针对城市高峰电力负荷大、持续时间短的特点,采用车网互联（V2G）模式,通过电动车集群晚间低谷充电,白天停驶时反馈给电网以支持高峰电力负荷,有利于城市电网削峰填谷,并提高能源利用效率。以带有30 kW·h动力电池的电动车集群集中放电来支持上海地区12 h的800 MW高峰电力为例,通过V2G模式中成本和收益的经济核算,发现电动车主和电网企业都能从V2G模式中受益。与风能、太阳能一样,V2G模式是一种节能、环保、可持续发展的模式。     

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。     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

基于紧迫性需求的电动汽车协调充电优化策略

电动汽车(electric vehicles,EV)的随机充电会导致峰值负荷突变,进而增加了电网运行波动的风险。为此,提出了一 种基于微电网的电动汽车协调充电调度策略,算例表明该策略可以降低负荷的峰值,减弱了随机充电行为对于电网波动的风 险。首先,考虑充电紧急性指标(charging urgency index,CUI)来反映不同的充电需求,以及利用蒙特卡洛法模拟电动汽车充 电时间行为的随机性,进一步保证电动汽车的协调充电。其次,以整体峰谷负荷差最小为目标,建立协调充电调度的优化模 型,考虑了电动汽车慢速和快速充电以及微电网运行各种限制。仿真结果表明,在两种充电模式下,该方法较不协调充电方 法在500辆电动汽车的情况下能够将峰值负荷分别降低54.71%、46.38%,能有效地解决电动汽车车主的充电选择模式以及 降低微电网运行的风险,为微电网削峰填谷提供策略。     

含风电场与电动汽车充换电站的电力系统经济调度

在分析风电和电动汽车发展形势的基础上,提出将电动汽车充换电站视作储能电站引入电网调度,为含有风电场的系统提供备用.通过对风电出力和充换电站可用容量的预测,考虑风电和充换电站建立经济调度模型,提出模型优化策略,并采用粒子群优化算法（PSO）求解.通过算例验证了模型和算法的正确性和有效性.     

计及峰谷平滑效益的需求响应和电池储能系统调度联合优化策略

现有需求响应决策未考虑储能调度等影响因素,电池储能运营商基于固定需求响应结果进行储能调度决策,联合优化结果难以使系统获得最优综合效益。为此,建立了需求响应和电池储能系统调度联合优化机制以及基于联合优化策略的需求响应和电池储能系统调度决策模型。采用基于离散参数规划的线性优化策略,以等步长形式迭代求解非线性优化模型的最优分时电价和最优储能调度策略;建立基于联合优化策略的峰谷平滑效益模型,用于评估电力系统削峰填谷的单位成本。算例分析结果表明,所提需求响应和电池储能调度联合优化策略能有效削峰填谷并提高系统整体的经济性。     

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。