共享电动汽车混合充换电站选址优化

在未来城市中更换电池这种便捷、高效的方式将成为共享电动汽车补充电能的主要方式.为了建立效率高、成本低、电网友好型的混合充换电站,首先根据共享电动汽车的租赁规律以及功率、时间等充电数据,利用蒙特卡洛模拟方法预测共享电动汽车的充电负荷;然后,以共享电动汽车充换电站对用户捕获程度最大、配电系统网络损耗最小和配电系统电压偏移最小为目标,建立共享电动汽车混合充换电站最优规划的多目标模型;最后,采用改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标模型进行求解,得到Pareto最优解集.以25节点交通网络和IEEE 33节点配电系统为例,验证了所建模型的可行性,可为共享电动汽车混合充换电站的建设提供可行性经验.     

考虑风电消纳的区域多微网-配电网能源交易模式

随着微网数量不断增加及风电渗透率逐渐提高，微网与配电网频繁的能量交互对配电网的运行产生不利影响。为减少微网与配电网之间非必要的能量交互，促进风电就近消纳，构建了计及风电不确定性，以系统运营主体收益最大化、多微网用电总成本最小化为优化目标的区域多微网-配电网能源交易模式。首先，该模式通过运营主体整合区域内负荷及风电出力情况，划分系统内部峰谷时段，提高风电利用率。其次，为增强应对风电不确定性的能力，交易模式采用负荷转移率刻画峰谷分时（time-of-use，TOU）电价用户响应度，并建立考虑风电不确定性的区域多微网系统峰谷分时电价制定模型。最后，采用与蒙特卡洛方法相结合的带精英策略的非支配排序的遗传算法（elitist nondominated sorting genetic algorithm，NSGA-Ⅱ）对交易模式中的多目标优化问题进行求解。算例验证了所提交易模式有利于降低微网用电成本，提升多微网整体效益，实现区域多微网系统与配电网友好互动。     

考虑不确定因素下含充换储一体化电站的微网能量优化

电动汽车直接接入电网并不能实现真正意义上的低碳,将电动汽车通过充换电站(battery charging-swapping station,BCSS)接入微网就地消纳可再生能源,并和储能电站(energy storage station,ESS)组成电动汽车充换储一体化电站(charging-swapping-storage integrated station,CSSIS)作为微网的储能系统,能够降低电动汽车对微网运行的影响,同时提高储能可调节容量。针对微网内风机、光伏的不确定性以及负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的经济优化模型,以一定置信水平下满足备用需求作为可靠性约束,基于峰谷分时电价优化一体化电站和燃料电池出力,并确定联络线交互功率。对CSSIS充放电功率在BCSS和ESS之间进行分配时,应用滑动窗口法优先调度BCSS充放电,安排ESS承担剩余功率,从而使BCSS具有较稳定的运行环境,也为ESS提供可调节容量支撑。以一个具体微网为例验证了所提策略的有效性。     

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。     

考虑风电消纳的综合能源系统“源-网-荷-储”协同优化运行

针对因传统的热电联产(Combined Heat and Power, CHP)"以热定电"运行方式导致的弃风问题,提出一种考虑风电消纳和运行经济效益的综合能源系统"源-网-荷-储"协同优化运行方法。在源侧通过热泵和储能设备解耦CHP"以热定电"运行约束,在网侧构建了稳态电-热潮流,在负荷侧考虑了综合需求响应,提升系统的风电消纳空间。系统以建设运行总成本最小为目标,考虑了能量平衡、稳态电-热潮流和CHP出力等约束条件,构建了考虑风电消纳的综合能源系统"源-网-荷-储"优化运行模型。最后,通过风机的33节点电网和8节点热网构成的综合能源系统验证所提方法的正确性和有效性。多场景仿真结果表明,该方法可有效提升风电消纳空间和系统经济效益。     

电动汽车充换储一体化电站的优化调度策略及应用

随着电动汽车数目的 增加,需要不断提升其能源优化管理策略,以充分发挥电动汽车潜能,实现低碳经济供电的目标.针对含电动汽车的充换储一体化电站,研究其预测能源优化管理问题.首先,基于电动汽车出行链特性分析,采用蒙特卡洛算法对电动汽车负荷量进行预测.然后,针对电动汽车充换储一体化电站、可中断负荷和分布式电站组成的虚拟电厂,以...     

考虑碳减排的风电消纳中长期机组组合研究

随着风电接入规模的逐渐扩大,风电消纳问题的解决愈加重要。在低碳减排的背景下,提出了一种考虑碳减排的风电消纳中长期机组组合模型。该模型以综合成本最小为目标函数,并引入了碳交易机制,兼顾低碳性要求,建立了包含火电、燃气轮机、水电、抽水蓄能站、风电以及碳捕集和电转气设备的系统模型,综合考虑机组出力、机组起动、运行成本、电量平衡和备用容量等约束,对系统的风电消纳策略进行了阐述,并对不同情形下系统的综合成本、碳交易成本和碳排放量等进行了对比分析。算例结果表明该模型能够在中长期实现风电完全消纳和低碳排放,并保持一定的经济性。     

考虑用户舒适度的蓄热式电采暖参与风电消纳的多目标优化

随着双碳目标的提出,大力发展新能源、降低碳排放将是未来能源发展的主线.由于新能源装机容量快速增长,电网消纳形势日趋严峻.为了消纳大规模风电的弃风功率来提升电网的调峰能力,文章提出了基于NSGA-Ⅲ算法和考虑用户舒适度的蓄热式电采暖参与风电消纳的多目标优化模型.首先,分析了蓄热式电采暖的工作特性及参与风电消纳的运行机理,...     

考虑风电消纳能力的高载能用户错峰峰谷电价研究

提出了一种通过需求侧管理激励负荷侧的高载能企业参与调峰,提高系统风电消纳能力的错峰峰谷分时电价机制。考虑了高载能企业转移负荷能力差的特点及其对峰谷分时电价时段连续划分的诉求,建立了相应的峰谷时段连续划分的错峰用电模型,并以提高系统谷时风电消纳能力为目标建立了错峰峰谷电价决策模型。通过解耦时段划分与电价优化,设计了2步优化方法求解峰谷时段与电价综合优化模型。错峰峰谷电价避免了传统多峰时段峰谷电价对用户的频繁扰动,更加适合高载能企业等大用户的生产特点。通过协调各用户的峰谷时段划分,减少峰时段时长,减轻了高载能企业电力成本压力,提高了参与调峰的积极性。     

考虑储能系统调度与风电消纳的峰谷分时电价优化模型研究

针对风力发电不稳定导致的“弃风”以及风电大量接入导致的电力系统不稳定性问题,构建了考虑发电侧储能系统(energy storage system,ESS)调度和风电消纳的峰谷分时电价模型。在电网向发电企业收取过网费机制下,根据电力需求价格弹性矩阵计算实施峰谷分时电价后的电力负荷,构建了考虑用户满意度、ESS寿命以及火电机组收益的约束条件;以火电机组调峰成本、弃风成本和ESS运维成本最低为目标函数,通过输配电价连接上网电价和用电电价以及输电损耗电量连接发电量与用电量,达到发电侧与需求侧电价与电量的联动。算例分析表明,所建立的模型能更好地消纳风电并节省综合运行成本。     

考虑新能源消纳的网-站-车协同优化调度

该文以绿色低碳的电动汽车为媒介,从“网”、“站”,“车”3个层面研究电力系统和交通网络的优化调度问题。电网层面,构建以充电功率最大为目标的最优潮流模型,并将求解得到的最优充电功率下发至充电站;充电站层面,根据电网下发的最优充电功率更新充电电价;电动汽车层面：根据不同充电站的价格、自身SOC状态以及目的地路程规划路径,做出最佳充电决策。网-站-车系统从3个层面协同配合,通过充电站的动态电价引导电动汽车的充电,进而消纳电网中的新能源。最后,以电力-交通耦合网络的算例验证了该文所提方法的有效性。     

联盟理论下风-火-电动汽车协同调度消纳风电的优化算法及利润分配

为促进电力系统多方主体的协同合作,系统成员间利润分配机制的合理制定至关重要。针对风电出力的随机性、波动性与反调峰性,本文首先将风、火发电机组打捆组成稳定的电力外送体系,并将其作为优先联盟与电动汽车（electric vehicle, EV）组成大联盟;其次,以利润最大为目标构建了大联盟及非联盟模式下的优化调度模型,并以不同调度模式下的利润结果为依据,利用Banzhaf-Owen值对大联盟及优先联盟内部成员间的利润进行分配;最后,通过核心理论判别该分配策略下风电商、火电商、电动汽车用户三者合作的可能性。算例仿真结果表明了大联盟内部成员联合调度可促进风电的消纳与发展,且采用Banzhaf-Owen值分配策略后,合作可以成立,大联盟及优先联盟内部成员均有可观收益。     

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。     

基于试验设计的电动汽车充换电站接入电网的降损研究

为了降低网损,对充换电站的电气接入点和接入工作功率进行了研究,分析了单个和多个充换电站接入配电系统不同电气节点产生的有功损耗的变化规律。针对多个未知运行状态的充换电站接入配电系统某些固定电气节点的情况,提出了一种基于试验设计的电网有功损耗快速估算方法,其能够在准确反映建模所需信息的同时大幅缩减仿真试验次数。以降低有功损耗为目标,对估算所得的模型进行组合优化。     

考虑风电消纳的区域多微网分层协调优化模型

随着电力市场改革不断深入,研究配电侧多微网间的能量交易问题对提升区域经济性具有重要意义。为减少微网运行经济成本、促进可再生能源消纳以及降低微网大规模接入对配电网运行造成的不利影响,以相邻范围内多微网间能量交易作为研究对象,构建了基于合作博弈的区域多微网分层协调能量优化管理模型。该模型上层为管理中心统一定价,下层为各微网自治优化。下层考虑不同类型负荷的需求响应,并通过协议签订形式形成与用户间的协调运行;采用二阶锥松弛技术将含潮流约束的非凸非线性规划问题转化为可有效求解的二阶锥优化问题,并采用对偶理论、Big-M法等分解理论将原双层规划模型转化为易求解的单层规划模型。上层管理中心制定电价并与微网进行多次决策交互以获得区域多微网经济运行的均衡状态,随后基于Shapley值对区域多微网进行收益分配。最后通过算例验证了该模型对于提升微网收益、促进可再生能源消纳的有效性。     

基于Stackelberg博弈的充换储一体化电站微电网双层协调优化调度

针对电动汽车充换储一体化电站(CSSIS)与微电网所有权不同的微电网经济运行问题,建立基于Stackelberg博弈的双层优化调度模型。上层微电网作为领导者,以自身收益最大为目标函数,制定与下层CSSIS进行电能交易的内部电价;下层CSSIS作为跟随者,根据内部电价调整自身充、放电计划,以最大化自身收益。采用差分进化算法和Gurobi软件分别对上、下层优化问题进行求解,得到最优内部电价和CSSIS的最优充、放电计划。仿真算例表明,所提算法可以有效求解微电网与CSSIS交互的均衡策略,不仅能同时提高两者收益,还能更有效地利用CSSIS资源。     

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。     

基于换电服务定价策略及动态调控方法的含充换电站微电网系统双层优化调度

换电服务价格高是电动汽车换电模式普及率低的重要因素之一，为了提高换电模式使用程度，充分发挥换电模式参与系统调度时所发挥的削峰填谷作用，该文提出一种考虑用户参与度的换电服务定价策略及动态调控方法。首先，建立计及时间成本的充电服务与换电服务总费用差价模型，并依据消费者心理学原理构建服务差价-用户参与度曲线；其次，制定换电服务定价策略，并提出相应的动态调控方法；最后，建立含充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)的微电网联合系统双层优化模型。上层根据换电服务定价策略及动态调控方法，制定出用户参与度高的换电服务电价；下层根据用户响应换电服务电价后的负荷量，以微电网联合系统总运行成本最低为目标调度机组出力，并以用户满意度作为衡量换电服务电价的指标，合理调整下一时段换电服务电价。通过算例分析，所提方法在实现系统负荷削峰的同时，降低微电网联合系统总运行成本，体现了所提定价策略及动态调控方法的有效性。     

电力现货市场环境下电动汽车充换电站的优化调控策略

在构建新型电力系统的战略目标下,电力现货市场不断对电动汽车充换电站等需求侧资源提出新的需求与要求。基于南方电力现货市场系列试点规则,考虑现货电能量、调频辅助服务、多阶段需求响应等交易品种,建立了电动汽车充换电站的调控模型,设计了日前-日内-实时多阶段优化调控策略。日前阶段针对换电需求、调频调用电量和各交易品种价格的不确定性构建鲁棒优化问题,并采用二阶锥规划算法进行求解;日内阶段构建基于模型预测控制的滚动优化环节,实现对需求响应日内邀约的有效响应,同时改善日前调控计划的保守性;实时阶段以调控成本最低为目标,考虑需求响应实时邀约和电价波动,求解电池功率分配策略。仿真算例表明,所提策略可充分发挥充换电站的调节潜力,提升其经济效益。