基于决策实验室算法-对抗解释结构模型的电动汽车多场景需求响应策略分析

随着可再生能源渗透率的持续提升，电网波动性与随机性日益增加，需求侧可调资源将愈发重要。电动汽车(electric vehicle, EV)在需求侧资源中占比较大，但现有研究较少考虑电动汽车参与需求响应过程中个人与社会因素的多因素交互影响。因此，文章提出了一种基于决策实验室算法-对抗解释结构模型(decision-making trial and evaluation laboratory-adversarial interpretive structure modeling, DEMATEL-AISM)算法的EV多场景需求响应充电调度策略。首先，通过数据挖掘法分析多场景下充电站运行特性与电动汽车充能特性，构建电动汽车充电负荷特性模型；其次，使用DEMATEL-AISM算法对多场景下影响电动汽车充能行为的多因素耦合关系进行分析，挖掘主导因素；最后，基于多场景主导因素分析，制定多因素影响下的用户调控策略。通过仿真分析，验证了所提方法能有效平抑负荷峰谷水平，降低节点电压波动，提高电力系统需求侧的稳定性与经济性。     

考虑频率稳定性的新能源电力系统惯量水平多区间评价方法

随着大量新能源机组取代同步发电机接入电网,系统惯量水平的下降将威胁系统频率稳定,但基于频率稳定评价系统实际惯量水平与充裕度的方法仍相对较少。本文通过量化分析惯量与频率动态响应的关系,提出一种新能源电力系统的惯量分区评价方法。首先,基于新能源电力系统频率响应模型求解,并借助提出的惯量灵敏度指标分析惯量对相关频率安全指标的影响。然后,依据频率稳定约束与综合惯量灵敏度指标确定区间边界,构建惯量危险区、惯量敏感区和惯量饱和区三类惯量水平区间,并分析潜在最大扰动功率及调频能力对区间边界的影响。进而,提出惯量安全性系数与充裕度系数评价系统当前惯量的水平高低。最后,在DIgSILENT中建立IEEE10机39节点标准系统,仿真验证了所提系统惯量分区评价方法的有效性与可行性。     

考虑频率响应分散性及系统分区的含风电系统等效惯量估计

随着电力系统中新能源机组渗透率的快速提高,系统惯量水平下降将威胁系统频率稳定性,惯量的空间分布特征也将更加凸显,频率响应的分散性将不能被忽略。针对以上问题,提出一种考虑频率响应分散性及系统分区的含风电电力系统等效惯量估计方法。首先,为降低频率响应分散性对估计精度的影响,基于谱聚类算法对电力系统进行分区,并基于皮尔逊相关系数定义频率相似度指标确定区域频率的最优测量节点。其次,由于测量所得的频率变化率(rate of change of frequency, RoCoF)曲线中包含大量的振荡分量,提出一种基于摇摆方程的数值积分方法估计区域及系统全局惯量。最后,在DIgSILENT/PowerFactory中建立改进IEEE10机39节点系统以验证所提方法的有效性。仿真结果表明,该方法适用于不同场景下含风电系统的等效惯量估计。     

基于信息间隙决策理论的电动汽车聚合商日前需求响应调度策略

电动汽车用户对于需求侧调控的响应存在相当比例的不确定性,当电动汽车充电信息不完整时,高效处理充电行为不确定性问题的方法仍然较少。因此,采用信息间隙决策理论对用户响应不确定性进行精确建模,并量化评估了相应的机会收益和风险损失。首先,为了量化分析聚合商对电动汽车预测响应率与实际响应率之间的可接受偏差度,将聚合商确定性的成本决策问题转换为计及电动汽车响应不确定度的优化问题。其次,根据聚合商对于策略风险成本的接受程度,将调度模型分为乐观型和悲观型。基于信息间隙决策理论依据给定成本与预期成本的偏差分别生成对应的机会策略和鲁棒策略,不同风险偏好的聚合商可根据此算法结果采取相应的优化策略来保证期望收益。最后,仿真结果表明,在有限充电信息环境下,所提算法能有效应对电动汽车响应不确定性问题,降低电动汽车充电聚合商的总调度成本。     

弹性损伤中应变局部化现象的非局部力学模型及其数值模拟

利用非局部应力测度,建立一种新的非局部损伤模型。首先,提出一个以应变与损伤参量为非局部独立变量的自由能泛函,并由热力学定律,推导非局部弹性损伤本构方程及损伤演化方程。然后,通过二次线性化的方法,建立一个描述损伤演化的一维线性非局部弹性模型,给出支配方程。在此模型的基础上,采用Gauss函数形式的非局部核对损伤过程中的应变局部化现象进行数值模拟,得到一些有价值的结果。     

实时电价条件下基于用户引导的电动汽车-充电桩匹配策略

随着电动汽车数量的快速增长,充放电需求也日益增加,但基础设施的增长速度却较为缓慢,车多桩少的现状带来了充电桩分配不合理的问题。据此,结合市场实时需求提出一种基于用户引导的电动汽车-充电桩匹配策略。首先,从聚合商的角度建立分配函数并给出可用充电桩的信息;其次,从用户的角度建立择优函数确定可选充电桩的范围;最后,在实时电价的条件下,通过更新补贴费用引导用户在待选范围内选择合适的充电桩充放电并有效参与市场平衡。仿真结果表明,在满足市场要求的前提下,该策略更好地兼顾了用户与聚合商的双向意愿,为充电桩的合理分配提供决策依据。     

基于图论网络流算法的新能源跨区域交易路径输电定价策略

针对新能源跨区域消纳中存在的关键节点辨识、最大输送额度评估、输电成本归集与分摊问题,提出了一种基于图论网络流算法的跨区域交易路径输电定价策略。首先,通过构建特高压网络的拓扑结构简化图模型,对简化图的网络连通度、系统关键节点的易损性进行分析。其次,在简化图中设定与交易路径中售电、购电方对应的源、汇点,采用Edmond-Karp算法对源、汇点间的增广路径进行搜索,对交易路径的最大输送额度实现有效的快速评估。最后,以社会福利最大化为优化目标,对多个可行交易路径中的不同流量进行优化配置。采用基于图论的输电成本分摊方法对青海至湖南的新能源跨区域交易路径进行了算例分析,与现行交易路径的输电成本进行了对比分析,验证了所提交易路径输电定价策略的有效性与优越性。     

弹性损伤中应变局部化现象的非局部力学模型及其数值模

利用非局部应力测度,建立一种新的非局部损伤模型.首先,提出一个以应变与损伤参量为非局部独立变量的自由能泛函,并由热力学定律,推导非局部弹性损伤本构方程及损伤演化方程.然后,通过二次线性化的方法,建立一个描述损伤演化的一维线性非局部弹性模型,给出支配方程.在此模型的基础上,采用Gauss函数形式的非局部核对损伤过程中的应变局部化现象进行数值模拟,得到一些有价值的结果.     

计及风速不确定性及相关性的风电场分区虚拟惯量估计

随着以新能源为主体的新型电力系统建设持续推进,风电在全国各个区域电网的渗透率将高速提升。然而大规模风电场无法提供转动惯量支撑,引入虚拟惯量控制后亦缺少能够分区且精确的虚拟惯量评估方法。考虑了风场内风速的随机性及相关性,提出了基于Copula函数及聚类算法的风电场分区虚拟惯量估计方法。首先,考虑风速的尾流及时延效应,建立场内各风机风速的概率分布模型。其次,根据各风机的风速分布特性,采用双尺度谱聚类算法对场内风机进行聚类分区。然后,选取各区中心机组,构建最优Copula函数描述各分区间的风速相关性。最后,基于风电场机组分布和风速数据估计风电场内各分区的虚拟惯量储备。根据甘肃某风场的实际风速及出力数据构建仿真算例,仿真结果表明所提算法能有效实现风电场虚拟惯量的特征提取、聚类分区、惯量估计。     

计及转子动能损失和风速相关性的风电场有效惯量估计

随着以新能源为主体的新型电力系统建设持续推进，风力发电在全国各区域电网的渗透率快速提升。然而，大规模风电场无法提供惯量支撑，风机引入虚拟惯量控制后，缺乏对风电场虚拟惯量估计及其变化态势的准确感知。对此，根据风机虚拟惯量控制机理和外界风速影响提出一种风电场有效惯量估计方法。该方法首先考虑虚拟惯量响应阶段风机工作点偏移造成的机械能损失，在此基础上提出有效惯量的概念并研究有效惯量与风速的关系。其次，考虑风电场内风速的随机性、相关性，提出了基于Copula函数、尾流效应和时延效应的风速时空分布模型。最后，综合得到风电场有效惯量的时空分布估计。根据甘肃某风场的实际风速及出力数据构建仿真算例，结果表明，所提算法能在变化风速下有效估计风电场内各机组有效惯量的大小和时变特性，能实时反映各机组虚拟惯量支撑能力，为掌握系统频率抗扰性提供数据基础。