基于有序充电启动机制和补贴机制的充电负荷接纳能力优化

为了解决配电网和充电站的建设进程与电动汽车的普及速度失配的问题,进行了配电网和充电站充电负荷接纳能力评估及其有序充电优化。分别以配电网运行风险和用户排队时间为指标量化配电网和充电站的接纳能力;提出基于电网公司和充电站运营商主导权的有序充电启动机制;以电价调节增益、盈利额和潜在收益损失分析运营商参与有序充电的经济性问题,并综合各方需求建立有序充电综合目标;综合有序充电的削峰量和配电网的运行风险改善效果评估电网的安全性补贴,从而建立计及电价调节增益和电网安全性改善情况的补贴机制;基于算例仿真评估了不同充电负荷接入方式下配电网的接纳能力和不同容量下充电站的接纳能力,并分析了所提有序充电模型的有效性。     

配电网接纳电动汽车充电负荷能力的评估方法

针对规模化电动汽车充电负荷对配电网的不利影响,提出一种考虑了保护灵敏性的配电网接纳电动汽车充电负荷能力的评估方法。对不同类型电动汽车的充电负荷进行建模,在以系统容量、节点电压偏差作为电动汽车充电负荷接纳能力限制条件的基础上,考虑配电线路保护灵敏性,分析配电网接纳电动汽车充电负荷的能力;通过计算流过保护的最大负荷电流,对比最大负荷电流的最小值,以确定影响配电网接纳电动汽车的限制因素,得出配电网接纳电动汽车的规模;采用改进的IEEE-33节点配电网,仿真3种不同的案例,得到不同场景下电动汽车的最大接入规模。     

含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估

针对当前无线充电式电动汽车的发展趋势以及电动汽车与电网友好互动技术的应用,对接入规模化电动汽车的配电系统可靠性进行评估研究。基于无线充电式与插电式电动汽车的不同负荷特性,在不同充电模式组合的基础上,建立了不同充电控制模式下电动汽车的规模化时变负荷模型,采用电动汽车的有序充放电恢复故障情况下的供电孤岛问题,考虑元件设备的老化周期,利用序贯蒙特卡罗法量化的评估电动汽车接入后配电系统的可靠性。最后采用所提出的模型对IEEE DRTS Bus 4测试系统分别从电动汽车负荷的渗透率、接入线路、充电模式进行了可靠性指标量化评估,结果表明,提高无线充电式电动汽车的比重能有效提高配电系统的供电可靠性。     

考虑电动汽车停泊概率的配电网接纳电动汽车能力评估方法

针对规模化电动汽车无序充电易导致配电网电压及潮流越限,需要定量评估配电网接纳电动汽车的能力问题,提出考虑电动汽车停泊概率的配电网接纳能力评估方法。首先在充电负荷建模环节增加考虑电动汽车停泊概率的影响,采用二阶段方法确定充电负荷所在节点;其次对基础负荷的季节特性进行建模,以研究由此导致的配电网接纳能力季节差异;建立了考虑静态安全约束的接纳能力评估模型,采用机会约束消除充电负荷预测偏差对评估准确度的影响。最后通过算例验证了所提评估方法的有效性。     

基于随机生产模拟的电动汽车有序充电效益计算

电动汽车(Electric Vehicle,EV)充电负荷在时间上和空间上均具有不确定性,其接入电网会对传统电力系统带来不可忽视的影响,现阶段还未出现对EV充电负荷并网经济性评估的数学量化方法。建立了基于高斯分布的EV充电负荷曲线,采用电力系统随机生产模拟的方法,在考虑系统电力不足概率(LOLP)和电量不足期望值(EENS)2个供电可靠性指标条件下,计算比较无序充电、局部有序充电和全局有序充电3种方案下系统的燃煤量。实例计算结果表明,通过对EV有序充电控制不仅可以实现能源节约,还可以提高系统供电可靠性和容量使用率。文中实现了对电动汽车有序充电效益的数学量化,对EV充电负荷并网经济性评估有积极的借鉴意义。     

插电式混合动力汽车大规模接入环境下的发输电系统可靠性评估

电动汽车的充电行为具有随机性,未来插电式混合电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的大规模接入将对发输电系统的可靠运行造成重要影响。文章系统地研究了PHEV大规模接入环境下发输电系统可靠性评估的模型、指标和算法。首先,建立了PHEV充电需求仿真模型,包括PHEV的动力电池特性模型、用户随机出行特性模型以及PHEV充电功率需求仿真方法;其次,提出了PHEV对电网的穿透水平指标和PHEV接入规模对系统可靠性的灵敏度指标,能够表征PHEV接入对电网的影响;最后,提出了PHEV大规模接入环境下的发输电系统可靠性评估算法,采用扩展的状态空间分割算法可快速有效地评估PHEV接入后的系统可靠性水平。通过IEEE RTS算例分析了PHEV接入规模及充电策略等因素对系统负荷曲线和可靠性水平的影响,验证了所提指标和算法的有效性。     

考虑电动汽车充电负荷的配电网运行风险控制与优化

针对大规模充电负荷接入导致配电网运行风险增大,需要控制和优化的问题,采用加权分布熵为指标来评估配电网的运行风险,基于此提出了配电网接纳电动汽车极限辆数的评估方法,并由此建立了各节点接纳能力评估模型;基于优化潮流分布的原理,提出了通过网络重构和闭环运行来改善配电网运行风险的方法;根据节点脆弱程度提出了充电负荷接入节点优化方法来改善配电网的运行风险。仿真算例分析了配电网接纳电动汽车的极限辆数,并研究了网络重构、闭环运行和充电负荷接入节点优化对配电网运行风险的改善效果。仿真结果表明,该方法优化效果明显,可为控制和改善配电网运行风险提供参考。     

考虑柔性资源灵活支撑的电网有功/无功优化调度

电气化交通是交通电力耦合的重要场景,大规模电动汽车接入对于电力系统的有功/无功调度具有重要影响。提出了一种考虑电动汽车有序充电无功支撑的配电网有功/无功优化方法。首先,基于电动汽车充电特性,建立电动汽车有序充电功率控制模型,实现电动汽车并网接入的有序充电控制;其次,构建结合用户侧和电网侧因素的电动汽车有序充电无功支撑双层优化模型,实现电动汽车与电网间的有功/无功功率交互;最后,通过仿真验证所提方法的合理性和可靠性。通过控制电动汽车有序充电的功率因素,能够大幅降低用户侧充电支出,同时还能有效改善电网负荷波动和降低网络损耗,为解决电动汽车大规模接入电网问题提供新思路。     

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划对电动汽车和配电网协同发展具有重要意义。对电动汽车出行大数据进行数理统计,获取出行和充电行为特征指标;以此为基础用马尔科夫原理和轮盘赌法模拟目标数量下电动汽车的出行链,预测充电需求时空分布,获得配电网各节点充电需求不可达率和不满足率;进而筛选候选站址和接入方案,采用熵权修正的层次分析法评估配电网对候选接入方案的接纳能力;以建设运营总成本最小为目标建立充电设施规划模型,采用遗传算法求解,通过配电网潮流计算检验规划结果的合理性。IEEE33节点系统案例验证了所提方法的有效性。     

配电网接纳电动汽车充电能力的评估分析

研究区域配电网接纳电动汽车充电效率,对解决配电网安全运行具有重要意义。选取包含办公楼、商业中心和居民小区的典型区域配电网,首先分析电动汽车充电特性,建立电动汽车充电负荷模型。然后讨论了不同规模的电动汽车对典型区域配电网谐波总畸变率、变压器负载情况、支路堵塞程度和母线电压偏移的影响情况,分析限制大规模电动汽车接入典型区域配电网的影响因素。最后对典型区域配电网接纳电动汽车的充电能力进行评估,并对今后配电网规划提出建议。     

配电网电动汽车接纳能力分析

针对传统建模方法精度不高的特点,提出剩余电量安全裕度的概念,用来定量描述电动汽车充电可能性。为了定量分析电动汽车的日充电需求和配电网的常规日负荷之间的关系,提出置信准入比的概念,并从NHTS数据库直接采样模拟私家车的充电负荷。考虑到大规模电动汽车接入配电网充电的安全运行约束,构建了考虑配电网接纳能力的机会约束方程,研究了配电网电动汽车接纳能力与机会约束置信水平的关系。建立了计及配电网电动汽车接纳能力、电网节点电压越限惩罚的多目标函数,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA–Ⅱ),对IEEE 33节点算例进行分析,研究结果表明所提出的电动汽车充电模型精度更高,在给定置信水平的前提下,为保证电网的运行可靠性需将置信准入比控制在一定范围内。     

居民区配电网接纳电动汽车充电能力的统计评估方法

随着电动汽车大规模发展,电动汽车充电负荷将会对配电网的安全与经济运行产生不容忽视的影响。以居民区配电网为研究对象,基于现有居民区负荷的计算方法,考虑单个居民区住户数量分布,结合不同类型居民区用电特性,负荷增长特性,电动汽车驾驶以及充电行为差异,建立了居民区电动汽车数量分布及单个居民区内电动汽车充电功率需求的数学统计模型,提出了居民区接纳电动汽车充电能力的评估方法。算例评估结果表明,随着电动汽车渗透率的增加,居民区配电变压器接纳电动汽车充电能力存在明显差异。所提方法可有效评估各类居民区配电网接纳电动汽车充电的能力,评估结果具有实际指导意义。     

含电动汽车和分布式电源的配电网的可靠性评估

风电以及光伏等分布式电源大规模接入配网,改变了配网的网络结构和潮流走向,增加了配网潮流的不确定性。并且电动汽车的充电负荷在时间上和空间上存在随机性,与配网日常负荷叠加,改变了原有的供求关系,传统的可靠性评估方法不再适用。基于燃油车统计数据,考虑电动汽车的开始充电时刻以及行驶里程等随机因素,建立电动汽车充电需求模型,并采用序贯蒙特卡罗方法实现含分布式电源和电动汽车的配网可靠性评估。基于IEEE-RB TS Bus6测试系统主馈线F4,从电动汽车的电池类型、接入位置和汽车数量三方面分别对系统的可靠性指标进行量化分析。     

基于改进配电网安全域的规模化电动汽车入网影响分析

我国电动汽车的潜在市场规模巨大且增长迅速,部分经济发达城市所在地区已形成规模化充电负荷需求.为评估规模化电动汽车接入给配电网带来的影响,提出了改进配电网安全域评估模型.在配电网-交通网耦合架构下提出一种计及电动汽车时空特性的"混合法"潮流可行域边界模型,从而模拟规模化电动汽车的充电过程.基于传统的配电网安全域的概念,提出计及电动汽车接入的配电网改进安全域模型,并由此给出电动汽车出行潜力指标的定义,从而分析规模化电动汽车接入对配电网的影响.算例分析表明所提方法可求得不同时刻不同节点处的配电网运行范围,通过电动汽车出行潜力指标可引导电动汽车用户的出行,从而为规模化电动汽车入网调度管理等应用提供支撑.     

“车-路-网”耦合下电动汽车恶劣充电场景及其对城市配电网电压稳定性影响

为评估电动汽车无序充电行为引起的充电负荷时空变化对城市配电网电压稳定性的影响,在构建恶劣充电场景的基础上提出了一种计及电动汽车行为特性驱动负荷增长的连续潮流模型。基于复杂网络理论构建“车-路-网”耦合系统模拟电动汽车行驶路径特性,在考虑城市交通网的约束条件下,设计电动汽车充电位置和行驶路径表征充电负荷的时空变化性,并以此构建恶劣充电场景,利用改进的连续潮流模型搜索电网崩溃状态,分析临界状态下的电压分布特性和电网薄弱区域。所提方法可量化恶劣充电场景下城市电网接纳电动汽车的数量,评估电网薄弱区域并对接入充电设施的该区域配电网进行改造和规划。     

多端柔性交直流配电网接纳电动汽车能力评估方法

电动汽车的大规模接入将对配电网的安全运行产生重大影响,传统交流配电网对电动汽车的接纳能力有限,而多端柔性交直流配电网由于具有良好的潮流控制能力以及较低的线路损耗,相比于传统交流配电网能够有效提升接纳电动汽车的能力。首先,将马尔科夫链与交通网结合,建立了路网耦合下的电动汽车充电负荷时空分布模型。随后,考虑多端柔性交直流配电网中电压源型换流器（VSC）的潮流控制特性,提出了一种多端柔性交直流配电网接纳电动汽车能力的评估方法。最后,通过算例评估了多端柔性交直流配电网直流网络结构以及VSC控制方式对接纳能力的影响。     

基于负荷同时率的配电网接纳充电设施容量评估方法

<正>目前对配电网接纳充电负荷能力的研究普遍缺乏对配电网负荷时序性影响的考虑，忽视了设备利用率，所得接纳能力未能挖掘用户错峰充电的可利用空间。因此，本文定义接纳能力为10kV配电网新增充电设施最大可接入容量，并提出一种基于负荷同时率的接纳能力评估方法。     

配电网对电动汽车可接纳能力分析

随着新能源汽车保有量持续上涨,大规模电动汽车接入对城市配电网的安全稳定运行带来了一定影响,研究配电网对电动汽车可接纳能力十分迫切。该研究基于不同类型电动汽车性能参数和驾驶者行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型,分析了一定规模电动汽车接入对配电网日负荷曲线的影响。设置了含电动汽车V2G和DG并网发电4种不同场景,从电压偏差和静态电压稳定极限两个方面定量分析了配电网对电动汽车的接纳能力,以IEEE33节点配电系统为例,对比了4种不同场景下配电网对电动汽车的接纳能力。     

基于电动汽车供电资源态势感知的台区负荷弹性调度策略

考虑电动汽车、空调负荷等柔性负荷的无序接入对电网造成的不利影响,提出一种计及电动汽车供电资源态势分析的台区负荷弹性优化调度方法。首先,对电动汽车的充电需求进行概率预测,通过量化分析电动汽车负荷的特性指标,提出了台区电动汽车供电资源的态势感知模型,通过集成学习算法训练进行供电资源态势评估;接着,基于供电资源态势感知情况提出对电动汽车充电需求进行弹性伸缩的优化调度策略,将电动汽车充电需求与空调负荷削减量作为控制量,建立带弹性约束的多目标调度计划优化模型,采用改进多目标粒子群算法求解得到优化调度计划;最后,通过台区算例分析验证了所提优化调度方法能实现对电网负荷的削峰填谷,协调解决柔性负荷需求与资源闲置状态下存在的冲突,对电动汽车充电和空调用电负荷进行有序调度,以实现供电资源利用率最大化。     

电动汽车接入对电网运行的影响及经济效益综述

电动汽车的普及已成为一种趋势.电动汽车规模的不断增长,对电力系统提出了新的挑战,也提供了新的机遇.在介绍电动汽车充电负荷特征的基础上,分析了其对配电网电能质量、配电网规划及经济运行等方面的影响,总结了电动汽车接入电网在参与系统调频调压、提供旋转备用、提高系统对间歇性能源接纳能力等方面潜在的经济效益,并探讨了电动汽车接入电网的负面影响和潜在效益的评估方法.最后,讨论了存在的问题和可能的研究展望.