换电站与电网协调的多目标双层实时充放电调度方法

大规模电动汽车无序充电会对电网安全经济运行及换电站经济运营产生严重的负面影响。计及未入网电动汽车充换电预测,考虑电力网络运行、大规模电动汽车用户充换电需求等约束,建立了换电站与电网协调的多目标双层实时充放电调度模型,其中上层模型以电网负荷波动最小和上下层调度偏差最小为目标,由上层调度机构安排各换电站实时充放电计划;下层以各充放电装置响应上层计划为目标,同时满足用户充换电需求,将大规模混合整数非线性规划问题转化为非线性多目标规划问题和大规模混合整数线性规划问题。采用基于Zaslavskii混沌映射的改进NSGA-Ⅱ和YALMIP/CPLEX求解方式对上下层问题分别进行迭代求解滚动优化。以IEEE 30节点系统为例,验证了所构建模型的正确性和有效性。     

风火储电动汽车换电站联合优化调度

将电动汽车换电站作为一种灵活的储能设备纳入电力系统优化调度,建立风火储电动汽车换电站的联合优化调度模型。模型考虑火电煤耗成本、风电节能减排效益、换电站运营成本和备用容量成本,以系统运行成本最小为目标函数,采用CPLEX求解器对模型进行求解,以含1个风电场和5座换电站的10机系统为仿真算例。仿真结果表明：联合优化调度利用换电站有序充放电能有效平抑风电波动,降低电网调峰压力,提高电网风电消纳量,实现电能的有序高效利用。     

区块链技术在电网业务数据分布式存储管理中的应用

当前电力企业中电网业务数据存储存在数据吞吐量较少,导致存储率低的问题,因此,需要研究区块链技术在电网业务数据分布式存储管理中的应用.通过分析智能电网数据信息与区块链技术特征,对智能电网数据管理平台进行架构上的重塑,尝试将区块联盟链技术内嵌在电网数据管理框架中,并利用区块链技术的分布式存储,非对称加密、共识机制、智能合约等特点解决电网数据存储问题,打造智能电网数据优化的新型生态模式.构建电网业务数据分布式存储管理整体架构,建立基于区块链技术的管理机制,确定分布式存储管理安全策略,完成数据分布式存储管理.实验证明,该方法与传统管理方法相比可以有效提高数据存储的吞吐量,对电力企业而言具有更高的应用价值.     

基于区块链与数据湖的电力数据存储与共享方法

针对电力物联网边设备之间、云主站平台营配调各系统之间的数据存储和共享的需求,提出了一种基于区块链与数据湖的电力数据存储与共享方法。首先,设计边缘层分布式电力数据存储架构,通过环签名和CryptoNote协议对边设备存储节点间的数据交互进行加密,实现双方身份认证,并基于区块链智能合约实现电力数据安全存储系统中节点间的数据共享。然后,基于数据湖与智能合约构建营配调平台间的数据共享和访问控制模型,只在链中存储数据的哈希值,而将数据存储在数据湖中,以实现数据跨平台跨域安全共享和访问。最后,搭建实验平台对所提方法进行论证,结果表明,所提方法的最高存储延迟时间短,并且吞吐量和安全性也较高,具有良好的应用前景。     

电动汽车换电站调度优化问题下的约束罚函数

传统的罚函数约束问题处理方式极易陷入局部最优,难以达到理想的优化效果。针对这一问题,提出了一种新的约束罚函数处理方法,该方法结合粒子群优化算法的原理特性和已有的自适应罚函数方法,组成了分段穿透罚函数。以粒子群优化算法为求解工具,对计及分时电价和可再生能源的电动汽车换电站多目标调度模型进行优化,在MATLAB仿真平台上对比了传统严格递增罚函数、自适应罚函数和分段穿透罚函数方法,验证了所提分段穿透罚函数处理方法具有求解速度快、全局寻优能力强的特点,能有效解决电动汽车换电站调度优化中的高维、高约束问题。     

基于区块链的多互联微电网分布式协调优化调度

为实现多互联微电网新能源优势互补、高效消纳,提出一种基于区块链技术的多微电网互联三级两阶段协调调度优化方法。首先,根据不同的调度级别设计了基于区块链的多区域微电网分布式协调调度框架;然后,将多区域微电网互联优化问题分解为两阶段优化调度模型,在日前预调度阶段制定日前预调度计划,实现互联区域全局经济性最优;在实时调控阶段考虑微电网内新能源实时出力的不确定性因素,针对日前计划电量和实际交易电量调控偏差进行滚动优化控制;其次,采用列约束生成算法对两阶段问题进行交互迭代求解;最后,算例分析表明,所提方法不仅能有效降低多重不确定性对互联系统安全运行及新能源消纳的影响,而且提高了互联区域的经济收益。     

基于DHT和区块链技术的电网安全稳定控制终端分布式认证

电网安全稳定控制系统终端资源有限、业务实时性要求高,现有认证方案难以兼顾系统的安全性、实时性和存储效率。将分布式哈希表（distributed Hash table, DHT）技术与区块链技术相结合,提出基于跳图（skip graph）结构DHT的区块链分布式存储优化方法;设计了基于DHT和区块链技术的电网安全稳定控制终端分布式认证方案,给出了终端注册、入网和认证的流程与关键算法;分析了该方案的安全性和时空复杂度;对认证方案进行系统实现,从平均认证时延和平均终端存储开销2方面进行了实验测试,验证了该方案的可行性和在时空效率方面的优势。方案在不影响电网安全稳定控制系统终端间通信效率的同时提升了终端间通信安全性,进而保障了电网的安全稳定运行。     

基于强化学习的电动汽车换电站实时调度策略优化

随着电动汽车的应用推广,换电站的调度优化逐渐成为研究热点。传统的基于换电需求预测值的调度策略在实际应用中面临着难以适应动态干扰因素、预测误差累积等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于带基线的蒙特卡罗策略梯度法的换电站实时调度策略,用于优化换电站的充放电策略以及响应电池数量。提出了带基线的蒙特卡罗策略梯度强化学习,并为换电站实时调度问题选取合适的状态空间和动作空间;设计了奖励函数对智能体进行离线训练,从电池状态数据、分时电价和排队电动汽车数量中学习得到最优策略网络;在离线训练好的模型基础上进行实时调度策略测试。基于换电站的服务可用率和经济效益验证了所提调度策略的有效性和经济性,算例结果表明所提策略能对电网负荷起到一定的削峰填谷作用。     

基于区块链技术的电动汽车和分布式能源并网协调策略

针对电动汽车和分布式能源并网问题,提出了一种基于区块链技术的协调策略。依据区域电网总冗余电量和电动汽车总需求电量随时间变化的信息,引导电动汽车分时段前往不同充电站充电,实现区域内分布式能源发电全部消纳。充电站采用自主申请、智能合约审批、通告全网的方式进行电价竞争性调整,消除了人为意识干扰,降低了合谋风险。最后通过案例分析验证了本文所提出的价格引导策略对电网稳定性和区域所有充电站总收益提升的作用,论证了其可行性。所提出的协调策略切合未来电动汽车和分布式能源并网的发展需求,为区块链技术在相关领域的运用提供了参考。     

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。     

计及电动汽车换电站储能的负荷频率控制

将电动汽车换电站储能引入传统负荷频率控制(LFC)问题中,提出了计及换电站与电网互动(S2G)的LFC新模型。该模型将控制区域内换电站等效为大容量虚拟储能电站,采用基于滤波方法的LFC协调控制策略分配调节功率,能够避免过度调频对换电站电池寿命的影响。在换电站建模方面,提出了基于蒙特卡洛随机模拟的换电站可控容量计算方法,建立了考虑电池荷电状态(SOC)及换电站可控容量约束的S2G集中等效模型。通过两区域互联LFC系统仿真验证了模型的有效性和正确性,相关分析表明S2G辅助调频能显著抑制频率偏差和联络线功率偏差的波动,提高LFC系统的动态控制性能。     

计及服务可用性的电动汽车换电站容量优化配置

动力电池换电模式由于其换电过程所需时长远小于充电过程、动力电池充电便于统一管理等优点,成为电动汽车能量补充的重要方式,推进换电站的建设有利于电动汽车的普及。针对可就地向动力电池组充电的换电站容量优化配置展开研究。首先介绍换电站的系统结构和"即换即充"的运行策略,提出服务可用性的评价指标;然后分析换电站运行状态的时序仿真模型,根据模型的输出量计算服务可用性指标;构建以设备年成本为目标函数、以换电站规模和服务可用性要求为约束的数学模型;采用微分进化(DE)算法对数学模型进行求解;最后对算例进行优化配置,随机抽取两日换电需求,计算换电站的可用性指标并分析各时段运行状态,对配置结果敏感性进行分析。     

电动汽车充换电示范站中的有序充放电措施

未来,随着电动汽车在数量上的增加,电动汽车的充电将对电网产生很大的影响。从车辆并网系统和有序充放电运营管理系统2个方面介绍了省级电动汽车充换电示范站中的有序充放电措施：在车辆并网系统方面,设计了双向智能充放电装置,探讨了基于峰谷电价的充放电控制系统和充换电监控系统;在运营管理方面,提出了电池梯次利用和全寿命周期管理方法,并阐述了有利于有序充放电的计量计费管理系统和电池快速更换系统的结构、原理和实现手段。     

考虑移动储能特性的电动汽车充放电调度策略

电动汽车作为一种分布式储能,具备与电网互动的能力,其最大的特点是移动性。基于停车生成率思想对电动汽车移动储能特性展开分析,建立电动汽车移动储能模型,以网格化区域为单位描述电动汽车的移动行为。以最小化电网负荷波动为优化目标,计及电网潮流约束、电池性能约束、车主需求约束和车辆移动性约束,提出了电动汽车移动储能与可再生能源协同参与电动汽车与电网互动策略。算例对于不同移动特性、不同电动汽车规模2种场景进行仿真,表征了移动储能特性对策略的影响,验证了模型和策略的有效性。     

Simulalion Research on Combined Operation of Electric Vehicle Battery Swapping Station and Wind Farm

Towards the analysis of the developmental situation of wind power generation and electric vehi- cles, a novel idea for stabilizing the fluctuation of wind farms＇ output by the use of battery swapping stations of electric vehicles is put forward in this paper, to effectively alleviate the impact of grid-connected operation of wind farms on the power system while promoting the field operation of charging and battery swapping stations. A battery swapping station is treated as a capacity-variable energy storage power station, connected to the output terminal of a wind farm. A combined operation model for wind farm and battery swapping sta- tion is established based on the MATLAB/SIMULINK simulation platform and the control strategy is proposed for the operation of battery swapping stations. The simulation results show that the introduction of a battery swapping station can effectively stabilize the fluctuation of wind farm output.     

电动汽车换电站参与电力市场辅助服务的经济效益研究

换电模式可提高电动汽车的运营效率,能够更好地实现与电网互动。以电动汽车换电站为研究对象,分析换电站的运营模式,建立能量守恒模型和经济收益模型,探索以辅助服务方式提升换电站经济收益的可行性和潜力,研究电池参数、电池配比等关键因素对收益的影响。结果表明：仅通过提升换电站电池数量,并不能有效提升收益。当动力电池的度电成本下降约10%或循环次数提升约15%时,换电站通过辅助服务模式可实现投资收益平衡,相比于降低度电价格提升动力电池的循环次数对换电站运营收益的影响更大。     

电动汽车换电站参与电力市场辅助服务的经济效益研究

换电模式可提高电动汽车的运营效率,能够更好地实现与电网互动。以电动汽车换电站为研究对象,分析换电站的运营模式,建立能量守恒模型和经济收益模型,探索以辅助服务方式提升换电站经济收益的可行性和潜力,研究电池参数、电池配比等关键因素对收益的影响。结果表明：仅通过提升换电站电池数量,并不能有效提升收益。当动力电池的度电成本下降约10%或循环次数提升约15%时,换电站通过辅助服务模式可实现投资收益平衡,相比于降低度电价格提升动力电池的循环次数对换电站运营收益的影响更大。     

基于遗传算法的电动汽车换电站经济运行

在现有的电池技术和充电条件下,快换式充电站成为国内纯电动公交最主要的能量补给摸式。针对电池组充电电费过高和增加配电网峰谷差的问题,以及换电站内快换工位和备用电池空闲的情况,在保证车辆正常运营的前提下,以充电站内全天充电电费最低为目标,建立了充电变功率工况下基于分时电价的换电站经济运行模型,通过遗传智能优化算法合理安排电池组的开始充电时间,降低充电电费,从而实现换电站的经济运行。分别基于北京北土城充电站和上海世博会充电站的实际数据和统计结果进行算例仿真,验证了算法的有效性。结果表明,该算法不仅能降低充电站充电电费,还能降低充电站白天对配电网的负荷压力,补充夜间负荷,减小配电网的峰谷差,在实现充电站经济运行的同时还有助于配电网的经济运行。     

计及电动汽车需求差异的智能电网调度策略

插电式电动汽车(plug-in electric vehicles, PEV)近年来发展迅速,考虑PEV并网后的差异性需求,提出一种计及PEV需求差异的智能电网调度策略:根据需求差异将PEV分为无序充电PEV、可调度充电PEV和可调度充放电PEV,之后提出考虑高低功率调控差异性将可调度PEV分为高功率可调度PEV和低功率可调度PEV。最后,构建以智能电网运行成本最小和电动汽车支付费用最小的多目标优化调度模型。算例结果表明在考虑PEV差异性需求的情况下通过合理调度PEV可以有效提高可再生能源消纳能力、降低智能电网运行成本和PEV车主支付费用。