电动汽车充放电决策模型及电价的影响分析

以电动汽车运营收益最大化为目标,以满足电动汽车动力电池充放电容量及电动汽车行程需求为约束条件,构造了一个电动汽车充放电收益最大化模型,该模型表示电动汽车充放电决策。以2009年美国家庭出行调查为依据,根据用户出行规律,采用蒙特卡洛模拟法模拟用户行程需求,对电动汽车充放电运行的经济效益以及充电负荷分布进行仿真计算和分析。研究结果表明,所提出的模型可以表示电动汽车响应电价的能力,利用该模型还研究了实时电价对含电动汽车接入电网功能的电动汽车充放电电量分布及电动汽车运行成本的影响,揭示了实时电价机制为了更好地促进充放电电量的合理分布需要动态调整的特点,以及电动汽车接入电网功能可以显著减少电动汽车的运行成本,且存在较大的经济空间组织充电运营商的特点。电动汽车电池存储作用值得进一步开发。     

电动汽车充放电对电网的影响分析

介绍了目前电动汽车充放电技术的主要三种电能供给模式;交流充放电桩、直流充放电机和电动汽车充放电管理系统的主要作用与功能.重点分析了电动汽车充放电对电网负荷、电能质量、电网规划、配电网调度和继电保护、配电设备和电网交易等方面的影响.最后指出电动汽车的充电行为及其储能特性对未来电网运行的影响和作用将越来越大,研究大规模分布式的家庭充电的影响及电动汽车充放电控制策略将成为该领域的重点.     

基于谐波状态空间的车网耦合系统小信号阻抗建模和稳定性分析

随着我国电气化高速铁路的快速发展,电气化铁路网运行的动车组数量大幅增加.高密度运行的动车组可能会引发车网耦合系统的低频振荡(low-frequency oscillations,LFOs),严重影响轨道交通运输的正常进行.该文针对具有复杂电力电子结构特性的单相车网耦合系统,尝试将谐波状态空间方法(harmonic st...     

VSG-DFIG风力发电系统小信号建模及稳定性分析

基于虚拟同步发电机技术的双馈型风力发电系统具有可以提供惯量支撑和自同步电压源特性等优点,因此受到广泛关注。为更好地研究及优化其控制性能,需对其小信号稳定及性能进行分析。为此,建立了基于虚拟同步发电机技术的系统总体模型,并针对电网与双馈电机定子、网侧变流器公共连接处的代数方程计算中存在计算过程复杂、数学模型不匹配和物理意义不清晰等问题,提出了基于戴维南-诺顿等效的双馈电机模型,最后进行了算例仿真分析。分析结果表明:系统存在3种振荡模式,且弱网下锁相环与VSG控制相关的振荡模式之间存在"借阻尼"现象,并引起系统不稳定。该建模方法为包含虚拟同步发电机技术的双馈型风力发电系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具。     

电动汽车充放电技术及其对电网的影响分析

阐述了电动汽车充放电技术的主要三种电能供给模式,交流充放电桩、直流充放电机和电动汽车充放电管理系统的主要作用与功能,重点分析了电动汽车充放电对电网负荷、电能质量、电网规划、配电网调度和继电保护、配电设备和电网交易等方面的影响,展望了大规模分布式随机充电对电网的影响,指出电动汽车充放电控制策略将成为该领域的研究重点。     

基于盖尔圆定理的三相并网逆变器系统稳定判据及稳定性分析

随着愈来愈多的并网逆变器接入电网,逆变器与电网之间的阻抗交互作用对系统的稳定可靠运行是一个潜在威胁。为此,开展对并网逆变器接入电网的稳定性研究具有重要的意义。建立了在dq坐标系下的三相LCL型并网逆变器小信号阻抗模型。该模型考虑了锁相环和电流环补偿因素对逆变器阻抗特性的影响,提高了模型的精度。在此基础上,对系统的稳定性进行理论分析,系统的稳定性判定具有重要的工程指导意义。为解决传统广义Nyquist稳定判据所需计算量较大、使用困难的问题,提出了一种基于盖尔圆定理的系统稳定性判据,在保证系统稳定的同时大幅降低了计算量,可以作为一种实用的系统稳定区域估算方法。仿真和实验结果与理论分析一致,验证了所提方法的正确性。     

电动汽车充放电系统建模与仿真

并网电动汽车既是随机的负荷又是移动的储能元件,其充放电行为对电网的运行有较大影响,而充放电系统的建模是研究电动汽车并网的基础。建立了由电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器构成的电动汽车充放电模型;针对电动汽车充电,提出了一种新的控制策略,在恒流阶段采用电流单环控制,达到设定电压值后系统自动切换为电压电流双闭环控制,实现恒流恒压充电。最后,在Matlab/Simulink中仿真实现了电动汽车充放电控制策略,并与单纯采用双闭环控制的恒流恒压充电策略进行了比较。仿真结果验证了充放电控制策略的正确性,并证明了所提出的自动切换的充电控制策略的优越性。     

电动汽车代理机构对电动汽车充放电控制的研究

大规模电动汽车入网参与电网调度需要在某一区域设置一个代理机构,作为电力公司调度部门和电动汽车的中介。针对代理机构对所管辖电动汽车的控制,首先,以1天为1个周期把电动汽车可能被控制的区域分为办公区、居住区和超市购物区。然后,代理机构根据各电动汽车状态信息把各区域的电动汽车分为充电集群和放电集群。之后,代理机构根据可调度容量、可调度时长、电动汽车车主违约度制定评价体系对集群内电动汽车在每个时段的充电或放电的顺序进行排队。最后,在保证电动汽车车主行驶和电池安全约束的情况下,对电动汽车进行充放电调度,使代理机构充放电尽可能满足电力公司调度部门的调度计划。     

计及电池动态损耗的电动汽车有序充放电策略优化

目前电动汽车通过电动汽车入网(V2G)技术向电网放电时,计算电池总损耗模型过于简单,无法准确反映电池的损耗。为此,基于电池放电特性曲线,文中利用电池放电动态容量衰减模型,得出在不同剩余电量下释放相同电量对电池损耗有较大差异的结论。在以配电网变压器容量为约束的前提下,建立了计及电池损耗的有序用电用户充放电费用最小模型及相应的充放电策略;并采用优先顺序法将多时段优化问题转化为各时段最优问题,实现该模型的求解。仿真算例结果表明该方法不仅可以有效保障放电用户利益,同时能够提高充电站利润及无序用电用户充电成功率。     

基于智能代理分布式管理系统的电动汽车充放电策略

随着电动汽车的发展与普及,提出了一种用于协调电动汽车充放电的智能多代理分布式管理系统。建立以用户充电费用支出和负荷曲线峰谷差最小化为目标的多目标优化策略,采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户行为。在峰谷电价的引导下,用户利用谷时段充电、峰时段放电提高自身利益,在初步得到理想的充电时段区间后,引入学习训练机制调整可间断充放电分段数,使负荷曲线最终达到理想的削峰填谷效果,采用宽容分层序列法求解多目标优化。优化结果表明本文的策略平抑负荷波动效果显著,能有效减少用户支出,增加用户收益,实现电网与用户互利双赢。     

大规模电动汽车充放电优化控制及容量效益分析

建立了电动汽车充放电两阶段优化模型,并采用整数规划方法求解,以获取通过优化控制降低的峰荷量及车辆到电网(V2G)的放电量。考虑电动汽车起始充电时间、起始荷电状态的随机分布,采用拉丁超立方抽样方法进行抽样,以有效减小计算规模。以中国2020年和2030年电动汽车充电负荷为例,对电动汽车可控比例不同情景下的有序充电优化、V2G优化问题进行了仿真计算,并对成本效益进行了分析。考虑到未来参数的不确定性,对成本效益相关参数进行了灵敏度分析。分析结果表明,所提出的两阶段充放电优化控制模型能有效降低峰荷并平滑负荷曲线。同时可知,装机成本和电池寿命损耗成本的变化将对V2G的效益产生较大的影响,上网电价的变化则对V2G效益的影响较小。     

考虑预警负荷的电动汽车充放电优化策略

预警负荷会严重影响电力系统的安全经济运行。面向参与车辆到电网(vehicle to grid,V2G)服务的电动汽车用户,综合考虑预警负荷、预警电价和充电激励措施对充放电过程的影响,提出基于改进粒子群算法(improved particle sw arm optimization,IPSO)的电动汽车充放电优化策略。通过计算预警负荷发生时的放电奖励,建立预警负荷电价模型、电池容量损耗模型,基于分时电价和放电激励制度建立用户充放电成本模型。此外,引入长短时记忆的概念,提出改进粒子群优化算法。在上述模型和算法的基础上,以最小化用户成本为优化目标,计及用户充电需求和充放电功率等约束,提出不同预警负荷情况下的充放电优化策略。在MATLAB中完成了仿真验证,结果表明,在已知预测预警负荷的前提下,采用文中的充放电优化策略能够提高电动汽车用户V2G参与度,有效降低用户成本,并缓解预警负荷发生时电网压力。     

基于双层优化的电动汽车充放电调度策略

大量电动汽车无序充放电会给电力系统的安全与经济运行带来严重的负面影响。为避免这一问题,引入了对电动汽车进行分层分区调度的理念,并构建了基于双层优化的可入网电动汽车充放电调度模型。在上层模型中,通过优化各电动汽车代理商在各时段的调度计划(包括充电负荷和放电出力),使系统在研究时间区间内总负荷水平的方差最小化,从而实现削峰填谷;在下层模型中,通过各电动汽车代理商对其所管辖电动汽车充放电时间的优化管理,以便与上层的调度计划尽可能一致。之后,采用AMPL/IPOPT和AMPL/CPLEX高效商业求解器对上下层问题分别进行迭代求解。最后,以包含5个电动汽车代理商的、修改的IEEE 30节点测试系统为例,说明了所提出的模型与方法的基本特征。     

基于弱电网的光伏储能系统小干扰稳定性分析

建立了接入弱电网的光伏储能系统小信号模型,解决了其小扰动稳定性问题。基于特征值分析法,分析了电网强度、光伏系统输出功率、控制环参数对光伏储能系统稳定性的影响。结果表明,弱电网下控制环路的带宽对系统稳定性的影响很大。随着储能系统锁相环带宽的增大,系统的稳定性先下降后提高;随着光伏系统直流电压环带宽的增大,系统的稳定性先增大后减小再增大。最后,在Matlab/Simulink中搭建了光伏储能系统接入弱电网的时域模型,验证了小干扰稳定性分析的正确性。     

基于随机森林算法的电动汽车充放电容量预测

文中提出一种电动汽车充放电容量的组合预测方法.首先,基于电动汽车历史充电数据和用户参与电动汽车与电网互动(V2G)意愿的调查数据,分析车辆荷电状态(SOC)特性、出行时间特性以及用户对价格的敏感度,建立随机森林分类模型,判断车辆是否参与V2G调度,并对影响用户决策的特征因素进行重要性评估.其次,采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车出行和充放电情况,并分别预测充放电容量.最后,以办公区为例进行仿真,对比分析多种充放电模式下的电动汽车充放电行为与负荷分布.所构建的随机森林分类模型的准确率为0.917,能够有效区分V2G计划时段内电动汽车的充放电行为,仿真结果验证了所提预测框架的有效性.     

适用于电动汽车充放电功能的虚拟同步机技术的研究

针对典型可控负荷电动汽车,提出一种基于虚拟同步机技术的充放电控制策略.采用两级式拓扑进行研究,前级AC/DC控制引入基于充放电模式的新型虚拟同步机技术,使电动汽车具备传统同步机相似的惯量、阻尼及频率、电压调节特性的同时,该控制中设置的充放电方式防止电池满充满放,提高使用寿命;将直流母线电压的双闭环控制应用于后级DC/DC控制,提高直流接口的电压稳定性.该控制的特点是虚拟同步机和充放电控制均由前级整流器实现,具有较好的协调性.在MATLAB/Simulink平台中通过典型算例证明,在不同初始电池状态、不同电网负荷和分布式电源接入情况下,所提控制策略使电动汽车不仅能向电网提供惯量、阻尼支撑,还可根据电网频率、电压变化情况自动调整有功、无功功率实现功率双向调节,满足用户需求的同时提高电网动态稳定性.