电动公交车光储充电站的分层分级充电优化控制策略

为实现电动公交车光储充电站对光伏能源的充分利用,降低大规模电动公交车充电对配电网系统运行带来的负面影响,提出了电动公交车光储充电站的分层分级充电优化策略。首先,从光储充电站的系统结构、电动公交车的运营特性和充电站的电能补充模式三个方面分析电动公交车的充电场景;然后,基于上述电动公交车的充电场景制定光储充电站分层分级充电控制策略;最后,以购电成本最低和光伏利用率最高为目标建立多目标优化模型,并通过小生境粒子群算法进行求解,验证了所提方法的正确性和有效性。     

电动公交车充电站代理商的月度交易模型与日运行优化策略

以电力大用户参与电力市场交易为背景,研究电动公交车光储充电站通过代理商参与月度电力交易的优化问题。基于实际电动公交车充电站的充电历史数据,提出了电动公交车代理商参与月度市场双边交易的优化模型,该模型考虑了充电站内光伏发电和充电负荷的随机性;提出了最小化偏差电量惩罚的充电站日运行优化策略与实施方法,通过控制充电站内储能系统充放电策略减小月度合同的偏差损失。算例结果表明,所提出的模型和策略可给出代理商月度交易的优化方案,并可显著减少合同偏差电量、降低惩罚费用。     

多条公交线路的光储充电站日内滚动优化策略

针对电动公交充电站存在单一线路服务充电效率低的问题,提出由多条电动公交线路组成的光储充电站日内滚动优化策略。首先考虑了环境温度与空调功率对电动汽车电量的影响,建立了电动公交微观能耗模型。其次以最小化充电站运行成本为目标,建立了考虑多种场景下光伏出力的日内运行模型。然后通过对排队理论模型的改进,建立了站内多条线路电动公交充电行为动态模型,模拟实际公交站多线路运营真实充电调度场景。最后设计了仿真算例进行实验验证。结果表明,所提策略可以有效降低充电站光储设备投入成本,为充电站的规划运行提供了新思路。     

基于深度强化学习的光储充电站储能系统优化运行

优化储能充放电策略有利于提升光储充电站运行经济性,但是现有模型驱动的随机优化方法无法全面考虑储能系统的复杂运行特性以及光伏发电功率、电动汽车充电负荷的不确定性.因此,提出一种基于深度强化学习的光储充电站储能系统全寿命周期优化运行方法.首先对储能运行效率模型和容量衰减模型进行精细化建模.然后考虑电动汽车充电需求、光伏出力和电价的不确定性,在满足电动汽车充电需求和光伏消纳的条件下,以光储充电站收益最大化为目标,建立了基于强化学习的储能优化运行问题.考虑到储能充放电决策动作的连续性,采用双延迟深度确定性策略梯度算法进行求解.采用实际历史数据对模型进行训练,根据当前时段状态对储能充放电策略进行实时优化.最后,对所提方法及模型进行测试,并将所提出的方法与传统模型驱动方法进行对比,结果验证了所提方法及模型的有效性.     

计及全生命周期成本的公交光伏充电站储能优化配置方法

“双碳”目标下城市公交车全面推进电动化,公交光伏充电站面临并网点负载压力大、运营成本高的问题。提出公交光伏充电站储能优化配置方法。基于大量的调研数据分析公交充电负荷特性,构建公交光伏充电站典型运行场景;综合考虑充电站运营商利益、公共交通通勤需求以及并网点的容量限制,构建计及全生命周期成本的公交光伏充电站电池储能优化配置双层模型。以北京某在营公交充电站为算例,验证了所提配置方法的有效性,量化评估了光伏发电余量上网、公交车充电策略、电网电价及电池购置价格等因素对充电站配置储能运营经济性的影响。     

考虑需求响应与碳排放的光储充电站容量配置

针对在光储充电站容量规划中未充分考虑电动汽车充电需求的时间转移特性而导致电动汽车对光伏直接利用率较低的问题,提出了一种考虑需求响应与碳排放的光储设备容量配置方法.首先,基于充电补贴价格与响应时长两方面因素,建立了电动汽车需求响应模型.然后,结合光伏出力特性,提出了以光储充电站新能源消纳为目标的电动汽车充电补贴及储能充、放电联合运行策略.其次,以光储充电站年投资运行成本和碳排放量最小为目标,建立了考虑需求响应运行策略的光储充电站容量配置优化模型,提出了基于遗传算法的光储容量配置求解方法.最后,通过算例仿真,验证了所提模型和方法的有效性与实用性.     

考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站规划

针对电动公交车充电站的最佳充电容量难以确定及其充电效率低的问题,提出了一种在站址既定情况下考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站优化规划方法。首先,根据电动公交车的发车状态模拟电动公交车日常运行中的电能消耗,生成电动公交车的总运行负荷时序曲线;然后,基于生成的运行负荷时序曲线,构建充电需求度指标,制定电动公交车的充电调度机制;最后,在满足电动公交车充电需求的同时兼顾充电站精细化规划的要求,建立以充电能力最强、投资运行成本最小、光伏能源综合利用指标最大为优化目标的充电站多目标优化规划模型,并采用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,以确定电动公交车充电站的充电桩数量以及光伏发电系统和配电变压器的容量。工程实例分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于GRU-MPC的光储充电站日前-日内两阶段优化控制

电动汽车负荷与光伏出力的随机性给光储充电站的经济运行带来严峻考验。为了更高效地利用储能系统以及提高控制策略的鲁棒性,建立光储充电站日前-日内两阶段优化模型。在日前阶段,结合变分模态分解与门控循环单元神经网络预测一天48个时刻的充电负荷,并建立以日充电成本最小为目标的优化模型;在日内阶段,以日前调度计划与日内实际运行结果的偏差最小为目标,采用模型预测控制来实现滚动优化,为了增强储能控制策略对不确定源荷的跟踪能力,在日内关键时间点结合超短期源荷预测的结果对日前计划进行更新,得到基于阶段性最佳参考轨迹的实时调度。以实际算例进行仿真计算,比较不同控制策略对充电成本的影响,结果表明所提两阶段优化控制策略可以节省更多的充电成本,有更高的经济价值。     

考虑多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略

针对储能系统单一运行模式难以满足光储充电站多类技术需求的问题，提出一种考虑多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略。首先，分析光储充电站储能系统典型运行模式，在此基础上进行储能系统多模式融合设计；其次，建立不同模式下光储充电站储能系统运行模型，进一步提出多模式融合的光储充电站储能系统优化运行策略；最后，基于上海某光储充电站24 h运行曲线，对所提策略进行仿真与实验分析。结果表明：所提策略可降低光储充电站并网负荷波动和储能系统能量平衡用电成本，提升光储充电站运行效益。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后,以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷,进而确定光储充电站储能容量最优解。最后,利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明,未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰,有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%,考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%,实现了削峰填谷,增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。     

基于PPO 算法的光储式充电站储能运行策略

电动汽车的随机充电与光伏出力的波动特性给光储式充电站的经济高效运行提出了新的要求.为此,提出 了一种基于深度强化学习近端策略优化(ProximalPolicyOptimization,PPO)算法的光储式充电站储能运行策略.首 先,对光储式充电站系统结构进行了分析,并建立了以综合运行成本最小为目标的储能运行模型.其次,将该模型转 化为马尔科夫决策过程,并采用深度强化学习PPO算法进行训练求解.最后,在一个光储式充电站中进行算例仿真, 验证所提策略的有效性.     

含分布式光伏的公交充电站多阶段优化调度

在充电站中融合分布式光伏,有助于降低充电站运营成本,促进城市低碳化发展。充电站的充电负荷冲击和分布式光伏出力不确定性,使得充电站总负荷功率存在较大的波动性。针对存在光伏发电系统的电动公交车集中充电站,构建多阶段优化调度模型。第一阶段,根据公交出行计划,建立以充电裕度最大化为目标的有序充电模型,计算公交车间歇充电时段。第二阶段,建立以降低充电成本和电网波动为目标的多层次优化模型,在保证公交充电站运营成本最低的基础上,提高充电站整体用能质量。仿真结果表明：优化策略能够合理安排电动公交车充电行为和充电功率,使得公交站充电成本最低,且整体功率曲线在不同电价时段保持稳定。     

基于HOMER和禁忌算法的高速公路光储充一体化电站容量优化

为充分利用清洁能源、减少快充电站对电网的冲击,针对并网状态下的高速公路光伏充电站提出了一种容量分级优化策略。首先,分析了光伏充电站容量优化模型及充电需求模型,提出用基于时刻充电概率的蒙特卡洛法进行高速公路充电站的负荷预测,得到充电需求曲线;在综合考虑生命周期内建设成本、运行成本、置换成本、环境成本等系统净现总成本TNPC （total net present cost）小和光伏供电比高的基础上,考虑混合储能,建立了高速公路光伏充电站容量分级优化配置模型,利用HOMER和禁忌算法相结合进行求解。最后,以周期25年使用寿命为例,对高速公路光伏充电站进行优化配置,从容量变化趋势及储能出力等方面进行分析,结果表明,当敏感变量售电量增大和最大容量缺额比减小时,系统配置容量将增大;混合储能比单一储能更加可靠和经济。     

计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略

考虑动力电池的损耗成本,提出一种电动公交车参与电动汽车与电网互动(V2G)的多时间尺度优化调度策略。首先,依据工程经济学原理建立动力电池的损耗模型。然后,在日前阶段的上层以公交公司的日运营成本最小为目标,采用迭代法对电池损耗成本和充电站的充放电计划进行联动优化;下层模型在上层优化结果的基础上,以配电网负荷峰谷差最小为目标,进一步优化充电站的充放电计划。日内阶段对光伏出力和配电网基础负荷功率进行滚动更新,以公交公司日运营成本最小和日前、日内计划偏差最小为目标对日前计划进行修正。最后,从公交公司和电网2个角度对无序充电、有序充电、参与V2G的3种方案进行对比分析,验证了电动公交车参与V2G时的优越性,并通过灵敏度分析表明不同V2G补偿系数下公交公司运营成本的变化趋势。     

基于车-储联调的电动公交能源综合系统控制策略

在双碳大背景下,大容量的电动公交大量并网充电,充电负荷的峰峰叠加给难以及时升级的城市电网带来重大的重过载运行风险。针对此问题,本文考虑电动营运车辆的社会服务性质及充电场景,首先提出光伏、储能、充电设施一体化的电动公交能源综合系统（electric bus energy integrated system,EBEIS）概念,分析EBEIS运行模式、相关主体关系及能量信息流向。然后,以EBEIS能源交换率最小为优化目标,以EBEIS光-储限制和电动公交运营状态为约束,构建了电动公交车-储能联合优化运行模型。最后,通过仿真算例验证了本文所提策略的有效性,EBEIS高度能源自给降低了配电网重过载运行风险、提升了电网运行效益,并在保证交通系统正常运行状态的同时降低运营成本。     

考虑光伏运行风险的光储充电站双层规划优化模型

光储充电站的容量规划与运行优化是一个多时间尺度的问题,因此提出一种考虑光伏运行风险的光储充电 站双层规划优化模型.首先,考虑到双层规划优化中两种时间尺度优化问题特征,建立含上层年时间尺度规划与下层 日调度周期优化的双层规划优化模型.其次,根据光伏出力预测误差概率分布,将光伏出力分为3种情况,利用期望 值分别计算光伏出力预测误差导致的弃光和切负荷风险费用,同时提出考虑光伏出力预测误差的储能风险运行策略. 最后,采用蒙特卡洛方法预测电动汽车充电负荷曲线.调用MATLAB中CPLEX 求解器求解模型.仿真结果表明, 考虑光伏出力预测误差后,光伏配置容量较为保守,且储能配置容量增加,减少了弃光和切负荷情况的发生.     

考虑电动汽车充电负荷及储能寿命的充电站储能容量配置优化

提出了一种优化电动汽车充电站储能容量配置的方法。该方法考虑了季节性电动汽车充电负荷波动与光伏出力之间的关系,并且考虑了储能寿命。论文利用蒙特卡罗法考虑了不同类型电动汽车的多种影响因素,对整体负荷进行预测。以每日运行成本最低为优化目标,在考虑四季光伏出力和储能寿命的影响下,采用了3种算法对目标函数进行优化,以得到最佳的光储充电站储能配置方案。研究以西北某地区为例。结果表明：冬季下综合成本为3.043 2×106元,相比于其余3个季节综合成本最低;采用遗传算法时,在综合成本相差不多时,获得的储能配置最优,储能容量为22.82 MWh,储能功率为7.31 MW,从而得到光储充电站最优的储能容量配置。     

考虑用户充电行为和光伏不确定性的光储充电站储能容量优化配置

“双碳”背景下,PSCS（光储充电站）逐渐成为EV（电动汽车）充电站的主流形式。为解决PSCS光伏发电和用户充电行为的不确定性问题,同时保障PSCS的盈利,提出一种考虑EV用户行为和光伏不确定性的PSCS储能容量优化配置方法。首先,采用改进K-means算法对光伏出力数据进行聚类,构建典型光伏出力场景及其概率分布规律。其次,分析EV的充电行为特性,计及环境温度变化对EV耗电量的影响,建立EV充电负荷模型。最后,考虑需求响应,建立以购电成本、碳排放成本、售电收益等为目标函数的经济运行模型。算例分析结果表明,在进行PSCS储能容量配置时考虑光伏出力不确定性和需求响应,能够减少碳排放量并保证PSCS的经济效益。     

光-储一体电动汽车充电站储能规划

为合理规划电动汽车充电站资源,提出计及多种客观因素的光-储一体电动汽车充电站储能优化配置方法。首先,对电动汽车充电站进行建模;然后,建立计及用户出行特性、季节与排队因素影响的电动汽车充电负荷预测模型,并提出计及环境温度影响的储能系统寿命衰减模型;最后,以充电站成本-收益最优为目标建立储能双层优化配置模型,在内层优化中考虑其边际寿命损耗成本。算例结果表明,所提储能规划方法在满足电动汽车充电需求的同时,可实现充电站运营效益提升。     

分时电价下企业光储系统的容量配置及优化运行

针对企业光储系统普遍存在的高用能成本问题,考虑光伏出力、负荷需求以及峰谷分时电价三者于不同时段的相关性对光储容量配置的影响,基于峰谷分时电价和储能荷电状态信息,以光伏出力和负荷实际大小为判断依据确定系统运行策略及容量配置原则。综合各组成部分成本和收益,建立以用能成本最低为目标的容量配置模型。采用遗传算法求解优化问题,得到光储最优配置容量以及优化运行策略。实例验证了模型的有效性,对系统灵敏度的分析表明,未来的光储系统规划还可根据分时电价及储能投资成本变化选择适宜容量的光储组合,具有实际工程价值。