计及天然气管网压力能消纳的电动汽车换电池集中充电-配送策略

针对城市天然气管网压力能利用率低以及“集中充电,统一配送”模式下的换电池调度问题,提出考虑天然气管网压力能发电的换电池集中充电-配送优化策略。采用?分析法构建了天然气压力能发电模型,结合电池放电深度和充放电区间对电池寿命的影响,设计了分组类别下的配送车和换电池调度策略。考虑配送车行驶时的电能转换效率和受到的空气阻力、滚动阻力等物理因素,建立了配送车非线性能耗模型。在此基础上,计及软时间窗、配送车载重和续航里程等约束,以运输成本和时间惩罚成本最低为目标进行优化调度。算例分析表明：所提策略对城市天然气管网压力能的消纳水平高,实现了天然气压力能回收利用与换电池调度的有机结合,为天然气压力能在电动汽车换电模式下的高效消纳提供了参考。     

考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应模型

针对天然气压力能利用模式单一及调压站冷能利用困难导致的能源利用率低等问题,提出天然气高压管网压力能发电和冷能综合利用集成方案,并针对调压站地理特性及各能源供给波动性导致的能源供应不稳定等问题,构建了天然气压力能与电、气、冷、热等多种能源相结合的微型综合能源网架构,实现其多能耦合互补;同时,通过价格型和激励型2类响应建立气-电综合需求响应模型,前者基于价格弹性矩阵建立气负荷和电负荷的需求响应模型,后者通过补贴激励的方式对天然气管网进行调峰。综合考虑该微型综合能源网的能耗成本、运维成本、环境成本及需求响应,构建考虑天然气压力能综合利用的微能网气-电需求响应优化调度模型,计算分析了不同场景下微能网电-气-冷能的优化调度结果,对所提出的集成方案及气-电需求响应模型的可行性与有效性进行了验证。     

计及天然气管网压力能发电的IES优化调度

针对天然气管网压力能利用率低及各能源负荷波动导致能源系统不稳定等问题,提出考虑天然气管网压力能发电技术的电-热-气综合能源系统(integrated energy systems,IES)优化调度方法。首先通过?分析法建立天然气压力能发电模型,然后基于天然气管存调控技术提出一种准动态压力能发电模型;结合能源设备模型,构建了天然气管网压力能与电、气、热相结合的IES架构。并通过分时电价的激励,达到电力负荷的削峰填谷以及系统的经济运行。引入算例,分析比较3种场景下系统运行成本、系统净负荷波动以及各部分出力,验证了所提调度方法能够有效改善电网负荷波动并降低系统的运行成本。     

含天然气压力能利用的综合能源系统优化调度模型

天然气压力能的不确定性与其管网负荷随机波动性,限制了综合能源系统中压力能利用效率的提高.提出一种天然气调压站压力能发电与制冷的综合利用模式及系统架构.首先,为解决天然气管网流量波动导致压力能不稳定、供需不平衡的问题,通过研究调压站综合能源系统中的压力与负荷不确定性因素,分析压力能不确定性及综合能源系统与调压站集成系统相关性对综合能源系统优化调度的影响,确立综合能源系统不确定性因素与模型.然后,在此基础上,将气体作为冷能传输介质,考虑气、冷、热不同能量的传输特性,分析该系统分时间尺度能量平衡关系,并兼顾经济性与低碳性建立含天然气调压站的综合能源系统优化调度模型,进而采用混合整数非线性规划法进行求解.最后,通过某实际调压站综合能源系统验证了所提优化调度模型的可行性与有效性.     

“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。     

考虑交通网与配电网耦合基于数据包络分析的电动汽车充电设施多阶段规划方法

近年来,电动汽车快速增长带来了对充电设施需求的增长,但当前普遍存在着充电设施数量与电动汽车规模不匹配、布局不合理等问题,原因在于充电设施的规划未考虑规划时序和交通网的需求。为此,提出一种考虑交通网与配电网耦合的电动汽车充电设施多阶段规划方法。首先,基于用户均衡配流原则,构建交通网与配电网的耦合模型,采用蒙特卡罗抽样方法生成多场景下的车流量分布情况;然后,将规划周期分为多个阶段,以用户充电满意度、经济性和电压波动性为优化目标,建立基于数据包络分析方法的多阶段规划模型;最后,以IEEE 33节点配电网与12节点交通网组成的耦合网络作为算例,采用改进的自由搜索算法进行求解,得到各阶段的优化配置方案。仿真结果表明,所提方法得到的规划方法能够使充电设施的规模更好地匹配电动汽车数量的增长。     

规模化电动汽车和风电协同调度的机组组合问题研究

基于电动汽车通过集中控制器与电网交互的模式,考虑集中控制器所辖区域电动汽车负荷每个调度时段的可控特性,提出将集中控制器充电负荷作为机组组合模型的控制变量。通过蒙特卡洛抽样模拟电动汽车并网场景,计算集中控制器的可调度上限值和下限值,建立了规模化电动汽车与风电协同调度的机组组合模型。算例分析结果表明了应用提出的机组组合模型提高风电消纳能力和降低系统运行成本的有效性。     

面向可靠性提升的电动汽车充电基础设施协同优化规划

为了在电动汽车规模化发展的趋势下实现充电基础设施的科学配置,提出了一种"车-路-网"耦合系统的充电基础设施协同服务优化规划方法.以充电需求分析为基础,提出了一种电动汽车集群控制策略,用于模拟电网供电不足情况下弥补可靠性损失的控制模式;基于准序贯蒙特卡罗模拟方法,考虑用户对充电功率的选择偏好,设计了站内多类型充电设施协同服务模型;针对充电基础设施规划问题,提出了一种新的面向电网运行可靠性与电动汽车出行可靠性协同提升的多目标优化规划模型,并同时考虑投资成本和用户满意度的影响.通过对"车-路-网"耦合系统在多种场景与目标下进行仿真与分析,验证了所提方法的可行性和有效性.     

考虑不同类型充电需求的城市内电动汽车充电设施综合规划

电动汽车在城市内的行驶是其主要应用场景,合理规划市内充电设施具有重要的现实意义。私有充电桩慢速充电、公共充电桩的常规充电以及充电站的快速充电是城市内电动汽车的主要充电方式。首先基于电动汽车保有量和行驶统计数据得到电动汽车总充电需求;其次,根据电动汽车用户的充电行为将充电需求分类,对应由不同充电设施满足;随后,抽象出道路网的结构,考虑不同充电设施间的相互影响,基于改进的P中心定位模型建立了一个以总投资成本、运维成本、电量成本和充电站用户成本最小为目标的整数线性规划模型,优化得到各类充电设施的规划方案。算例分析表明,所提方法可以合理满足城市电动汽车充电需求,对私人充电设施配建比例对总成本影响的分析可以更好地指导充电设施的规划。     

含机会约束的两阶段电动汽车充电基础设施随机规划

电动汽车在促进燃油替代、减少尾气排放、防治大气污染、推动经济转型、提升创新能力等方面均起到重要作用。为了进一步促进电动汽车的普及应用,完善充电基础设施的规划发展,在全面调研国内外研究现状的基础上,提出含机会约束的两阶段电动汽车充电基础设施的随机规划模型,以精细化地考虑电动汽车充电行为的多样性与随机性。该模型将期望值模型与机会约束相结合,采用基于多场景的期望值模型来描述充电负荷的不确定性,以机会约束来确保充电设施的投建容量能够在一定概率下满足充电需求,避免短时极端场景所引起的过渡投资,提高充电设施的利用效率。在此基础上,简要介绍机会约束的处理与转化方法,构建算例对比研究大中型及中小型城市不同充电需求下的充电基础设施的优化规划方案,并且验证规划模型的有效性与合理性。     

电动汽车参与日前风电消纳的优化调度技术分析

风电出力的随机波动性和反调峰特性,使其并网后弃风现象较为严重,利用电动汽车充电负荷可提高风电的电量消纳.构建了含电动汽车充电负荷的风电消纳优化调度模型,并设计了相应的求解算法.通过IEEE30节点算例,分析了在无电动汽车、电动汽车无序充电及电动汽车有序充电等场景下的弃风率、渗透率和经济性.结果表明电动汽车采用有序充电模...     

考虑电-气-交通耦合的城市综合能源系统规划EI北大核心CSCD

交通是重要的能源消费部门。随着电动汽车、天然气汽车等清洁能源车辆的快速发展,交通系统与电力系统、天然气系统等能源供给网络的耦合逐步增强。面向日渐融合的能源网和交通网,该文考虑电动汽车、天然气汽车与城市综合能源系统的耦合,提出并建立城市综合能源系统优化规划模型,协调充电站、加气站等能源设施与城市电网、天然气管网的扩建。首先基于交通流量和路网结构,对电动汽车、天然气汽车的能量补给需求进行了分析与建模,并建立了能量补给设施的建设约束。其次,以全系统投资和运行费用最低为目标,考虑电网、天然气网运行约束,构建了优化规划模型,设计了相应的求解算法。最后,以西安市交通网为基础构造算例验证了模型和方法的有效性。结果表明,统筹考虑交通系统和能源系统特性,进行协调规划是必要的,并且能够在显著降低城市综合能源系统规划成本的同时提高运行效率;忽略协同作用会导致电力和天然气网络的线路拥堵。     

基于博弈算法的电动汽车有序充电优化及效益分析

全球能源危机背景下,电动汽车日益普及,大规模电动汽车无序充电给电力系统带来新的用电压力。规划电动汽车有序充电、解决充电导致的峰谷差扩大问题尤为重要。文中首先以博弈论为基础,提出以方差评估调峰水平,考虑用户充电等待时间,建立售电站收益-电动汽车用户满意度博弈充电模型。然后,利用粒子群优化算法求解双方最优策略,达到博弈均衡。最后,以600户家庭的居民小区为例进行仿真分析。结果表明,所建模型和求解策略能够优化电动汽车充电行为,较大程度调节电网负荷方差,防止产生充电新高峰,同时,在保证电网峰谷调节需求的基础上,可提高售电站收益,满足用户出行需求。     

电动汽车充电设施选址的模糊评价方法

运用模糊综合评价法评价电动汽车充电设施初选站址,建立充电设施选址评价指标体系及对应的模糊综合评价模型,并利用该模型对某电动汽车电池更换站规划方案进行评价.     

“专变共享”模式下考虑时变电价和转移概率的EV有序充电

针对城市楼宇停车场难以新建变压器供电的问题,提出了利用原有专变冗余容量消纳电动汽车(EV)负荷的“专变共享”模式,建立了分别由专变用户、充电站运营商和EV用户主导的3层有序充电调节模型;建立了充电体验指数、专变租费、运行商盈利额和专变利用指数等评估指标描述各方的需求,以此建立了有序充电的综合目标;建立考虑时变电价和EV用户充电时段转移概率的有序充电优化模型,并提出了基于粒子群优化算法的有序充电优化方法。通过算例仿真分析了基于时变电价的3层有序充电调节模型的优化效果,验证了考虑EV出行需求和电量约束的合理性,并研究了楼宇负荷类型对有序充电的影响。     

考虑电动汽车碳配额及需求响应的电力系统调度研究

为深化电动汽车在降低交通系统碳排放、促进清洁能源高比例消纳的良好作用,该文构建了以电动汽车充电成本最小和电力系统发电成本最低为目标的优化调度模型。模型以电动汽车无序充电场景为基础,并进一步探究碳配额和需求响应协同作用对电动汽车用能成本和系统发电调度的影响。仿真算例结果表明,赋予电动汽车碳配额有利于加强用户的充电响应程度。协同调度在减少电动汽车充电成本、提升清洁能源消纳水平、平抑负荷波动等方面具有更显著的优化效果。     

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。     

一种基于直流微电网的电动汽车充电优化控制策略

针对可再生能源、电动汽车充电和电网峰谷负荷不协同问题,研究了直流微电网环境下光伏、储能和电动汽车充电的协同优化控制策略。首先给出了直流微电网的系统结构及其单元功能模型,建立直流微电网条件下的电动汽车优化充电模型,分析比较含多种约束条件的充电经济性。根据不同场景的功率需求,制定含光伏和电动汽车充电需求预测的微电网能量管理优化控制策略。最后通过实际直流微电网算例分析,验证了该优化控制策略在直流微电网环境中能够实现可再生能源与电动汽车充电装置的协同增效,为解决大规模电动汽车充电负荷和可再生能源消纳问题提供了参考。     

需求响应下的电动汽车充电设施配置模型

随着双碳目标、新基建等政策的推行,电动汽车数量增长成为必然的趋势,电动汽车用户将成为需求响应的重要主体之一。用户在参加需求响应的过程中将会改变电动汽车充电时间以及电量,带来充电负荷需求的时空迁移,原有的充电设施规划结果需要调整。基于此,考虑价格型需求响应以及激励型需求响应对电动汽车规划结果的影响,首先从用户角度出发,以用户充电成本最低为目标函数建立不同需求响应模式下电动汽车充电行为模型,并提出峰谷电价下的电动汽车需求响应策略,预测充电需求时空分布;在给定初选站址的情况下,从投资者的角度出发,以建设运营总利润最大化为目标建立充电设施规划模型,对充电站是否建设以及建设规模进行规划。最后应用算例对不考虑需求响应、考虑价格型需求响应、考虑激励型需求响应下的电动汽车充电设施进行规划,并对需求响应参与度、需求响应价格对运营商投资收益率的敏感性进行了分析。     

计及源荷相关性含电动汽车的分布式电源选址定容规划

分布式电源大规模并入电网与电动汽车的广泛应用在优化能源结构的同时,也给配电网的选址定容规划带来新的挑战。本文通过拉丁超立方抽样并结合Cholesky分解和Nataf变换,得到具有相关性的风速、光照强度与需求负荷样本;利用蒙特卡洛模拟得到具有随机性的电动汽车充电负荷,与考虑不确定因素的风光荷样本相结合,由K-means聚类方法进行场景聚类得到典型的运行场景;利用机会约束规划方法建立规划模型,并以收缩因子粒子群优化算法求解;通过典型IEEE 33节点算例分析了风光荷相关性与电动汽车不同充电方式对规划方案的影响。结果表明:电动汽车用户选择常规充电方式能够降低电网负荷;考虑风力、光伏与负荷之间的相关性,得到的规划方案将更经济且更具有指导意义。