基于有序充电的换电站电池冗余度研究

电动汽车大规模接入电网后,有序充电优化控制具有便于集中管理、抑制负荷波动、降低峰谷差和充电费用等优势,但同时也带来换电站电池冗余度增大的问题。文中针对换电模式,以抑制电网总体负荷波动为有序充电主要目标,采用自适应遗传算法,建立有序充电模式下换电站电池冗余度模型,并使用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的用车需求。对比分析无序充电和有序充电模式下换电站电池冗余度仿真结果,表明该有序充电策略能够有效削减负荷波动,减小峰谷差,但也相应提升了换电站电池冗余度。     

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。     

促进电动汽车和清洁能源发展的充换电站-风-光-储协调规划

在电动汽车和清洁能源快速发展的背景下,提出一种路网、电网相结合的充/换电站-风-光-储三阶段规划方法。根据车流量和土地价格,并充分考虑服务质量,以土地成本、换电设施成本和换电距离成本三者之和最小为目标函数,对电池更换站进行规划;在换电站规划基础之上,综合考虑土地成本、电池成本及其运输距离成本之和最优,确定集中充电站的数量及位置;根据充电站的数量及分布并着重考虑其充电模式,计及风光不确定性和时序特性,应用随机场景预测风光出力,以风-光-储的投资成本和运行成本为综合优化目标,同时考虑二阶锥松弛潮流约束、安全约束等,对风-光-储定容选址。通过算例分析换电站的服务能力、土地价格和电池充电模式对规划的影响,验证了文中规划方法的有效性。     

改进Elman神经网络的综合气象短期负荷预测

大规模电动汽车无序充电行为会对电网经济运行造成影响,迫切要求实现有序充电技术。根据电动汽车换电站特点,提出了以换电站充电功率为控制对象的有序充电调度策略,建立不同目标函数的调度策略数学模型,并采用粒子群算法求解,得到次日优化充电计划。基于某地区负荷曲线进行算例仿真,验证了算法的有效性,比较了不同优化目标的调度策略对负荷曲线的影响,分析了优化目标函数值随换电站容量的变化趋势。结果表明,提出的换电站有序充电调度策略能够有效地减小电网峰谷差,提高负荷率,起到平稳负荷波动的作用。     

电动汽车换电站有序充电调度策略研究

大规模电动汽车无序充电行为会对电网经济运行造成影响,迫切要求实现有序充电技术。根据电动汽车换电站特点,提出了以换电站充电功率为控制对象的有序充电调度策略,建立不同目标函数的调度策略数学模型,并采用粒子群算法求解,得到次日优化充电计划。基于某地区负荷曲线进行算例仿真,验证了算法的有效性,比较了不同优化目标的调度策略对负荷曲线的影响,分析了优化目标函数值随换电站容量的变化趋势。结果表明,提出的换电站有序充电调度策略能够有效地减小电网峰谷差,提高负荷率,起到平稳负荷波动的作用。     

含充电站及光伏电源的配电网协调规划

电动汽车与光伏电源对配电网规划与运行带来新的机遇与挑战。考虑二者同时接入的影响,提出一种含充电站及光伏电源的配电网协调规划模型与方法。本方法计及光伏电源、用户充电以及负荷波动的随机性,结合半不变量随机潮流计算方法,建立以充电站、光伏电源投资成本,电动汽车用户充电成本,线路投资成本,网络损耗成本和环境效益为目标函数,综合考虑投资经济性、用户充电便捷性、环保性以及电网运行限制的机会约束规划模型;然后,采用离散量子粒子群算法对模型进行求解。最后,以改进的IEEE33节点系统以及其模拟的交通路径系统为例,证明所提模型及算法的可行性及有效性。     

基于改进布谷鸟算法的电动汽车换电站有序充电策略研究

换电模式以其换电速度快和充电管理方便等特点,目前已发展成为电动汽车的一种较重要能源供给模式,在该模式下制定合理的充换电决策具有重要意义。该文研究了换电站换电池有序充电控制策略问题,深入分析了换电站运行特性,并在此基础上建立了换电站换电池有序充电模型。与传统有序充电模型中以功率为控制量不同,该文提出的模型以每时段各状态的电池充电投入数量为控制变量,综合考虑换电站所属变电站容量要求,换电站满意度要求等约束,最小化负荷曲线的离差平方和。其次,该文提出一种改进的布谷鸟算法用以解决整数规划问题,并应用该算法实现了有序充电模型的快速求解。最后,算例仿真结果表明了模型的正确性和算法的有效性。     

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.     

一种基于单元数量控制的电动汽车充换电站电池充放电策略

电动汽车充换电站兼顾电力系统电源与负荷的双重属性,因而,充分挖掘其柔性、灵活的供需电特性,对其做出合理的充换电决策,具有十分重要的现实意义。传统的充放电控制策略以连续的充电电量为决策变量,然而,受电池荷电状态与数量限制,此类模型的最优解往往难以与现实对应。由此,基于日前分时电价,本文提出双向能量交换下以电池充放台数为决策变量的充换电站充放电二阶段优化控制方法,方法第一阶段以充换电站运行的最小支出费用为目标,在其基础上,第二阶段以站内满充电池数量最大为目标寻求最优充换电策略。以实际山东焦庄充换电站为例,比较了无序充电与本文有序充放电的充电负荷及费用支出,分析了本文提出的以电池充放台数为决策变量和传统方法以连续充电电量为决策变量的优化结果的区别,验证了本文提出方法的有效性。     

计及变速充电机制的含光伏换电站经济优化调度模型

换电站是电动汽车补充能源的重要方式之一。以含光伏的换电站为研究对象,站在运营商的角度,在考虑电池退化与充电速度关系的基础上,设计了考虑光伏和交通预测的变速充电机制,构建了考虑变速充电机制的换电站经济收益模型。该模型可根据交通流量和光照强度灵活调整电池的充电速度,优化各类电源的出力和充电功率的分布。通过算例对模型有效性进行验证,结果表明,相比于传统的恒功率充电模型,该模型能更加高效地利用光伏资源,减少换电站的购电成本,降低电池的平均充电速度,减少电池的损耗成本,实现了系统的经济效益最大化。     

基于GA-PSO的电动汽车换电站时空双层充电优化策略

针对电动汽车(Electric Vehicle, EV)用户换电体验不佳、换电站备用电池组空闲、充电成本过高及配电网负荷特性恶化的问题,建立了兼顾EV用户、换电站和电网公司三方利益的时空双层充电优化模型。该模型采用双层时空解耦结构,上层模型以满足EV用户个性化需求为目标,重点解决空间尺度上换电站的选择问题。下层模型在时间尺度上采用一种两阶段优化策略,第一阶段以充电成本最小为目标重点关注电池组充电方案的制定问题,第二阶段虑及电网激励以配电网负荷波动最小和峰谷差最小为目标重点关注充电方案的优化问题。最后,采用Monte Carlo法模拟EV用户的换电需求,采用GA-PSO(遗传-粒子群算法)对提出的时空双层优化模型进行迭代求解。以某典型城区为例,仿真验证了所提模型与方法的正确性。     

基于净能力及二阶锥规划的分布式光储多场景协同优化策略

针对现有配电网中分布式光储调度模型存在资源协同不足、求解复杂等问题,提出了一种基于净能力及二阶锥规划的分布式光储多场景协同优化调度策略。通过引入储能接入配电网后的功率转移分布因子,提出一种基于系统净能力的储能最优选址计算方法;综合考虑储能的运行特性和分布式光伏的出力不确定性,建立以系统日综合成本和削峰填谷为目标的分布式光储多场景协同优化调度模型;利用二阶锥松弛和Big-M法对潮流约束、储能运行约束进行处理,将原规划模型转化为混合整数二阶锥规划问题。以IEEE 33节点系统和西北某实际系统为算例进行仿真分析,结果表明所提方法能在降低负荷峰谷差和日综合成本、平抑负荷波动的同时,显著提高对分布式光伏的消纳能力,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于多场景技术的冷热电虚拟电厂两阶段优化调度

针对风、光出力及负荷需求的不确定性造成虚拟电厂收益低的问题,建立了基于多场景技术的冷热电虚拟电厂优化调度模型.对风光出力及电、热、冷负荷的不确定性进行分析,通过拉丁超立方抽样生成连续时间场景,模拟风光出力及多能负荷随时间的波动情况;采用同步回代消除法对所生成的场景进行削减,得到风、光、荷典型日场景.在此基础上构建多场景...     

考虑电动汽车换电站与电网互动的机组组合问题研究

大规模电动汽车换电站接入电网后,其充放电行为将给系统优化运行带来新的挑战。将电动汽车换电站引入传统机组组合问题中,提出考虑换电站与电网互动的机组组合(unit commitment,UC)新模型。在深入研究电动汽车电池更换物理过程的基础上,以常规机组的发电成本、启动成本和考虑换电站充放电净负荷的方差为目标函数,考虑了换电站的充放电效率、电量平衡和满足日换电需求的最小储能等约束,形成机组组合问题优化新模型。通过换电站充、放电过程优化,降低机组出力的调整频率,提高电网安全运行的经济性。最后,在10机电力系统模型上进行算例仿真分析,验证所提模型的有效性和正确性。     

计及行车计划编制的电动公交车有序充电策略

为了提高电动公交车的经济性并兼顾公交车和电网的利益,需综合考虑电动公交车的充电策略和行车计划编制问题.首先,生成满足时间接续关系和电池电量约束的可行车次链,建立以充电成本最低为优化目标的可行车次链有序充电阶段1模型和以总运营成本最低为优化目标的最优车次链选择模型;然后,分别以白天和夜间充电负荷波动最小为优化目标,建立最优车次链有序充电阶段2模型和夜间充电二次规划模型;最后,以一条公交车线路为例对所提模型进行验证,结果表明所提模型和方法能满足公交车公司制定行车计划的需求,实现了电动公交车总运营成本最低的目标,同时通过有序充电达到了减少充电成本和平抑充电负荷波动的目的,对指导电动公交车制定充电策略和行车计划具有重要的参考价值.     

考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划

为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。     

满足电动汽车快充需求的含储能复合型充电站充电优化策略

电动汽车(EV)快速充电站的功能正逐步向集成风光储等综合能源的复合型充电站方向发展,选择一种能够提高快速充电系统各方效益的充电优化策略有助于推广EV及新能源产业。在此背景下,通过电价激励手段,制定了提高EV与复合型充电站综合效益的充电优化策略。首先,基于EV充电时间成本与充电经济成本建立了EV综合最优路径规划模型;然后,根据EV决策结果所得不同的快充负荷及车流量,各复合型充电站通过调度站内储能,构建了复合型充电站的效益优化模型,以EV综合成本最优及复合型充电站综合效益最优为双重优化目标。以某区域18 km×18 km路网为算例对所提优化策略进行仿真,结果表明所提优化策略可有效降低EV充电综合成本,并大幅提高复合型充电站的综合效益。     

基于梯级水电和高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置

为有效解决高比例风光消纳问题,提出一种基于梯级水电与高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置方法。设计高载能负荷配合梯级水电平抑风光出力波动的协调框架;通过刻画基于水头变化的不同时刻间梯级水电的功率调节规律以及基于生产过程的冶炼类高载能负荷功率调节特性,构建考虑系统调节能力约束的风光容量最优配置模型,以风光电站投资建设成本、水火电站运行成本、高载能负荷调度成本以及弃风弃光惩罚成本最低为目标确定风光装机容量。湖南某地区仿真结果表明,所提方法能够更好地应对净负荷功率波动,增加风光并网容量。     

计及电价优化和放电节制的电动汽车充电站有序充放电调度

针对充电站无区别对待电动汽车的充放电、未考虑电池损耗的问题,提出了基于节制放电策略和计及充、放电电价与充、放电功率优化的充电站调度模型。模型以配电网与充电站交互功率和充电站运营收益两方面为目标,考虑电动汽车放电时的电池损耗问题,根据配电网原始负荷的波动,提出限制充电站放电行为只针对负荷高峰时段的策略。同时控制电池的单次放电深度,以减小电池的损耗与放电成本。最后通过粒子群算法对模型进行求解,算例的对比与分析验证了所提方法的有效性与合理性。     

计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化策略

大规模电动汽车无序接入充电站不仅会引起配电网负荷"峰上加峰",还会造成充电拥堵,延长电动汽车排队等待时间.建立了计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化模型.在上层模型中,以配电网负荷方差和上下层调度计划偏差综合最小为目标实现系统负荷"削峰填谷",使负荷曲线更平坦.在下层模型中,建立基于多队列多服务台的充电站排...