考虑三相负荷平衡的电动汽车有序充电策略

电动汽车负荷的大规模接入可能导致配电网出现三相不平衡问题,威胁电网安全经济运行。当前提出的大部分有序充电方法均针对等效的单相系统进行建模,忽略了三相不平衡问题的处理。文中提出一种考虑三相负荷平衡的电动汽车有序充电策略。算法外层运用三相前推回代法迭代修正节点电压,内层则通过求解一个电动汽车有序充电三相模型获得优化充电功率。通过调控电动汽车的充电功率及时段,可实现降低配电网网损以及三相之间负荷平衡的控制目标。仿真结果表明,所提出的有序充电策略可以有效避免电动汽车负荷大规模接入导致的三相不平衡现象,同时降低配电网网损、平抑负荷波动,保障电网安全经济运行。     

基于数据挖掘的电动汽车充电设施配置与两阶段充电优化调度

电动汽车充电负荷的大量增长将对电力系统安全运行带来严重影响。该文基于配变运行数据进行了充电区域的充电设施配置并设计了电动汽车三相调控充电方法。首先通过数据挖掘,获取配电变压器历史功率冗余度与相偏差度,根据冗余度与相偏差度进行了充电区域充电设施配置。接下来建立了电动汽车充电三相优化调控的两阶段优化模型,优化第一阶段根据实时潮流对电动汽车接入位置进行优化选择。优化第二阶段,基于负荷走势特征值,结合系统三相运行状态,对电动汽车进行充电功率控制。算例结果表明,该文所提充电设施规划方法,能够在系统安全水平内降低配电变压器功率冗余度。三相调控模型可以在满足电动汽车用户充电需求的前提下改善系统三相运行状态。     

基于三相不平衡的分布式光伏接入配电网的优化配置研究

为了准确分析分布式光伏接入导致的配电网不平衡,针对配电网三相不平衡,给出了一种基于分布式光伏接入配电网的优化配置。选择三个目标函数(光伏容量比、系统网络损耗、电压稳定裕度),并且建立考虑三相不平衡的分布式光伏多目标优化配置模型。为了解决粒子之间互不占优的问题,使用最小角度的多目标粒子群算法求解,通过算例验证模型和方法的有效性。结果表明,配电系统三相不平衡得到了有效改善。所做研究工作为我国分布式电源接入配电网的发展提供了参考和借鉴。     

计及有序充电的配电变压器扩展规划建模

针对集群电动汽车接入引起的配电容量不足及投资经济性问题,首先对纯住宅区和商住两用场景下的典型配电变压器基础负荷曲线进行聚类分析,根据负荷特性对电动汽车充电负荷进行细化建模,并考虑负荷的发展趋势,建立起配电变压器综合负荷的自然增长模型。在此基础上,根据有序充电和新建配电变压器2种手段的互补优势,提出了计及有序充电的配电变压器扩展规划方法,以投资方案全寿命周期成本最小为目标,建立长时间尺度下的组合决策优化模型,确定有序充电和新建配电变压器的最佳组合形式。以某新建居民小区为例,建立该小区配电变压器的负荷自然增长模型,并采用所提组合决策优化模型,确定小区最佳的有序充电控制应用时间、新建配电变压器投运时间、配电变压器容量和型号,最终通过多个影响因素的对比分析,验证了所提方法的有效性与经济性。     

考虑逆变器无功支撑和三相选择的不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制策略。首先定义了电动汽车充电控制的多目标优化模型,以实现最小化网损和充电成本、最大化无功收益的整体优化;接着计及逆变器无功注入和三相选择,提出了一种电动汽车优化协调控制策略,以实现电网24 h范围内运行的优化;最后基于某澳大利亚真实配电网开展详细仿真分析,验证所提电动汽车有序充电优化模型和协调策略的正确性和有效性。     

基于实时最优恒定功率的电动汽车有序充电策略

大规模电动汽车无序接入充电会与电力系统基础负荷"峰峰相叠",加大系统峰谷差,造成配电变压器重过载和系统网损增大等后果,从而威胁电网的安全运行.为了实现电动汽车有序充电,在以负荷波动差作为网损分析指标的基础上,提出基于实时最优恒定功率的电动汽车有序充电模型.根据常规负荷预测曲线和电动汽车充电基础数据求解实时最优恒定功率,在满足配变最大容量等约束的前提下,以系统负荷波动差最小为目标形成电动汽车有序充电方案.最后通过MATLAB平台作算例仿真,以IEEE 33节点系统为例的仿真结果表明:所提有序充电策略能够更有效地实现系统负荷"移峰填谷",达到平抑负荷波动和降低系统网损的目标,从而验证了该策略的有效性.     

含电动汽车充电负荷的交直流混合微电网规划

目前分布式电源和家用电动汽车接入量越来越大,而负荷容量的增长和负荷种类的增多使得原有交流微电网已经不能支撑新增负荷需求,建立能够满足多种需求的新型微电网系统势在必行。围绕包含风电、光伏、储能电池和电动汽车的交直流混合微电网系统的优化配置问题,建立了考虑综合约束条件下含电动汽车有序充电的交直流混合微电网多目标规划模型:以降低优化配置成本和减小负荷波动为目标,应用CPLEX优化软件求解。算例比较了含电动汽车的交直流混合微电网与交流微电网优化配置的差异,研究了电动汽车有序充电以及新建交直流混合微电网与原微电网交互对优化配置的影响,验证了所提出方法的合理性和有效性。     

基于无迹变换随机潮流建模的主动配电网优化调度

为了解决风电和电动汽车大量接入主动配电网所引发的随机优化调度问题,利用基于无迹变换的随机潮流计算方法处理风电出力的波动性、电动汽车充电的随机性以及电网负荷的随机波动。进而建立了以电动汽车充电功率和分布式电源出力为优化变量,以配电网运行费用最小、有功网损最小和负荷方差最小为优化目标的主动配电网随机优化模型。同时,采用多目标粒子群算法对模型进行求解,并以改进的IEEE 33节点测试系统为例对该模型进行仿真。仿真结果表明:考虑不确定性和电动汽车有序充电的优化调度模型,可以有效地减少配电网运行的成本、降低网损和缩小峰谷差,验证了所提模型的正确性和有效性。     

电动汽车有序充电管理的综合效益分析

对电动汽车实施有序充电可以优化系统负荷轮廓,从而改善电力系统运行的安全性与经济性,如何制定有序充电策略和评估其潜在经济效益就成为值得研究的重要问题。在此背景下,首先建立了以平抑给定时间段内系统负荷波动为目标的电动汽车有序充电的优化模型,并采用高效商业求解器AMPL/CPLEX求解,以获取有序充电模式下的电动汽车负荷。之后,以电动汽车无序充电情形为基准,从避免发输电设备投资、降低配电系统扩容成本、降低系统网损和降低辅助服务购买成本这4个方面,对实施有序充电管理可为电力系统投资和运行这2个层面所带来的潜在经济效益进行了分析,提出了相关计算方法。在此基础上,建立了评估电动汽车有序充电管理综合效益的数学模型。最后,采用54节点算例配电系统对所提出的方法做了说明,计算结果表明,对电动汽车进行有序充电管理可带来显著经济效益。     

分布式电动汽车有序充电控制系统模型

提出一种基于分布式控制的电动汽车有序充电控制系统模型。有序充电控制系统由集中充电控制中心和分布式控制单元组成,当电动汽车接入电网,分布式控制单元根据集中控制中心广播的电网负荷数据和已接入电网的电动汽车的充电计划,以最小配电网负荷方差为目标函数,计算电动汽车的最佳充电时间,并将充电计划上传给控制中心。以IEEE 33节点配电网为例,分别在正常情况、通信系统故障、配电网负荷预测有误差等条件下进行了有序充电模拟,结果表明分布式有序充电控制方法具有很好的控制效果和较强的抗干扰能力。     

动态分时电价机制下的电动汽车分层调度策略

大量电动汽车（electric vehicle,EV）无序充放电会对电力系统的安全与经济运行产生不利影响。在此背景下, 提出在动态分时电价环境下, 以削峰填谷和消纳本地光伏（photovoltaic,PV）发电出力为目的的电动汽车分层调度策略。在该策略中,电动汽车充放电计划由用户自主响应分时电价并经本地电动汽车调度机构调整后确定。首先, 建立以最大化电动汽车用户效益为目标的电动汽车充放电优化模型。接着, 以消纳本地光伏出力为目标, 发展本地电动汽车调度机构的优化调度模型。之后, 基于实时更新的配电系统预测负荷曲线, 构造动态分时电价更新策略。最后, 采用蒙特卡洛仿真方法模拟电动汽车的出行特性和充电需求, 并以包含3个居民小区的配电系统为例对所提方法的有效性进行了验证。     

基于虚拟电厂的车-网负荷平衡策略

提出一种基于虚拟电厂的实时充电进程控制模型,既考虑了电动汽车车主的出行行为特性,又缓解了配电网的负荷不平衡,达到车-网互动的目的。采用双层算法求解所提模型,外层算法采用静态路由算法读取负荷数据,并采用前推回代方法计算节点电压及配电网网损;内层算法采用老化算法判断电动汽车的接入相,并采用轮询调度算法平衡配电网的三相负荷不平衡。通过调节电动汽车的充电时间可以有效地降低配电网网损以及平衡原配电网的三相不平衡度。算例仿真表明,所提策略可以有效地避免充电高峰,缓解配电网的三相负荷不平衡度,同时降低配电网网损,保障电网安全经济运行。     

商业楼宇光伏充电站的运营模式及其综合效用评估

光伏发电系统与电动汽车充电站的集成,可以促进光伏发电就地消纳,降低充电负荷对配电网的影响,有效减少电动汽车的间接碳排放。针对商业楼宇光伏充电站,考虑其停车需求及充电需求的一致性,提出了一种典型的运营模式;考虑环境、经济效益以及对配电网的影响等因素,建立了评价光伏充电站长期运营效用的综合评估指标体系;针对日间实际运行场景,设计了计及光伏发电消纳与服务质量的充电策略;最后,基于实际统计数据进行了仿真研究,分析评估了光伏充电站的日间运行效果与长期综合效用。     

电动汽车充换电站换电池的有序充电优化

大规模的电动汽车充电负荷具有大功率、波动性和不确定性的特点,将给电网带来峰值增高、电压波动等不利影响。为了降低电动汽车充电负荷对电网的不利影响,建立了电动汽车充换电站换电池的充电优化模型。通过对换电池在充电过程中充电时间、充电功率和电池电量的实测数据进行拟合,得到了电动汽车换电池的充电特性。以此为基础,建立了电动汽车充换电站的换电池有序充电模型,该模型在满足充电机数量、电动汽车对换电池的需求、充换电站容量和变电站容量约束的前提下,最小化所属变电站负荷曲线的离差平方和,并应用遗传算法实现了有序充电模型的快速求解。以山东省某电动汽车充换电站为算例,证明了该模型的快速性、正确性和有效性。     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。     

基于需求响应的电动汽车经济调度

提出了一种基于需求响应的电动汽车充电策略,根据电网实时电价信息优化电动汽车用户充电电价触发值,降低用户充电成本。同时,研究了含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题。在此基础上建立了基于需求响应的电动汽车经济调度模型,通过对电动汽车用户行为特性的预测,以电网公司收益最大化为目标,优化制定电动汽车充电电价,转移电动汽车充电负荷。算例分析结果表明,提出的经济调度模型可以起到降低峰谷差率的作用,且与无序充电情景相比,能够明显降低系统的运行费用,可以实现电动汽车大规模接入电网时的经济调度。     

计及路-网-车交互作用的电动汽车充电实时优化调度

大量电动汽车（electric vehicle, EV）无引导地自由充电会对城市交通系统和配电系统的运行带来负面影响, 而EV充电负荷的时空分布又与城市交通系统和配电系统密切相关。因此, 需在综合考虑城市交通系统、配电系统和EV交互作用的基础上, 研究EV的充电调度与控制。在此背景下, 首先提出一种计及路-网-车交互特性的电气化交通协同系统架构。接着, 建立基于出行链追踪的微观交通配流模型, 模拟EV用户的驾驶行为、位置分布、荷电状态、充电需求等实时信息。然后, 提出一种选择充电站和导航策略, 并构建兼顾配电系统安全和用户充电等待成本的双层实时优化调度模型, 以确定各充电站内EV的具体充电方案。最后, 采用包括某地区交通系统和修改的IEEE 33节点配电系统的集成算例系统, 对所发展的模型与方法进行说明。     

含高渗透率光伏发电并网型微网中的电动汽车优化调度方法

针对含高渗透率光伏发电的并网型微网,研究了电动汽车与大规模光伏发电协同增效利用的方法,提出一种以提升光伏发电利用率为目的的电动汽车优化调度模型。为避免依托于中央能量管理系统的集中优化,发展了关联电动汽车交互功率与系统负荷信息、光伏出力信息的虚拟费用理论,在此基础上构造了电动汽车集群的非合作充放电博弈模型,并推导出博弈模型纳什均衡与集中式优化模型最优解的一致性,从而以分散自治的方式规避了集中式优化的弊端。在某办公楼区域光储微网的算例分析中,以光伏发电利用率、等年值成本为微网运行性能评价指标,验证了所述电动汽车优化调度方法的合理性、有效性。     

考虑用户满意度的电动汽车时空双尺度有序充电引导策略

规模化电动汽车的充电行为在时间和空间上具有随机性和不确定性,针对该特性,以多网融合的车联网平台系统为基础,构建有序充电引导模型架构。为了体现接入系统的用户充电时间选择的多样性,根据用户意愿将电动汽车在时间层分为接受系统调度集群和不接受系统调度集群,建立不同尺度下的用户满意度函数来充分调动电动汽车用户参与性,在此基础上提出有序充电引导调度策略。在时间层,通过引导车辆的充电时间调节负荷曲线;在空间层,规划各车辆的充电站选择。以包含4座充电站的IEEE-33节点配网为例,利用优化软件LINGO11对模型进行仿真。算例结果表明,所提引导策略具有好的控制效果,并且在保证用户满意度时,能改善电网负荷、充电站状况。