电网与交通网耦合的设施规划与运行优化研究综述及展望

新能源汽车保有量迅速增长,其能源补给需求对电网规划和运行的影响已不容忽视。同时,随着风电和光伏发电装机占比的持续提升,电网也亟须利用电动汽车补能需求的灵活性来平抑新能源发电出力和负荷功率的波动。促进电网与交通网的耦合能够提升社会效益,实现多方共赢。文中首先对电网与交通网两网耦合的关键基础设施及主要利益相关方进行分析。其次,论述当前和无人驾驶条件下两网耦合的基本模式与目标。接着,着重对考虑两网耦合的设施规划和运行调控问题的研究现状进行归纳和总结。最后,对两网耦合的规划和运行优化相关方向需进一步研究的问题进行分析和展望。     

基于最优乘子潮流确定静态电压稳定临界点

给出了一种基于最优乘子潮流求静态电压稳定临界点的新方法.与连续潮流或直接法求解电压崩溃点不同,该方法从潮流的可行域外出发,利用潮流迭代过程中最优乘子的值和最小二乘解提供的信息,沿注入功率变化的方向逼近电压崩溃点.给出了判别和计算鞍结型和约束诱导型分岔点的方法,分析了逼近过程中的各种可能情况.对多个算例测试的结果表明:所提出的方法通过几次迭代即可收敛于静态电压稳定临界点,计算结果与应用连续潮流和直接法一致.     

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。     

含直流馈入输电网中类调相机优化配置研究

含直流馈入的输电网存在直流落点周边电网电压难以控制,无功分布不平衡,以及负荷低谷期间电压偏高的问题。提出了类调相机的概念,通过降低发电机的有功输出来提高机组的无功输出范围和电压控制能力。首先分析了类调相机的输出能力,并在直流系统和简化交流潮流模型的基础上建立了以经济效益最大化为目标的类调相机优化配置模型。考虑多场景下的优化状态,实现了类调相机的优化配置。对IEEE 39节点和118节点系统中的仿真结果表明了所提类调相机优化配置方法的可行性和有效性。     

基于分布鲁棒联合机会约束的光储充电站滚动优化调控模型

随着电动汽车的普及和清洁能源装机容量的日益增加,光储充电站展现出广阔的应用前景。针对电动汽车随机接入影响下光储充电站功率难以精准调控的问题,提出基于分布鲁棒联合机会约束（DRJCC）的光储充电站滚动优化调控模型。将基于混合整数规划（MIP）的精确DRJCC模型、基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型、基于Bonferroni不等式的DRJCC模型进行对比,通过算例分析验证了所提优化调控模型的有效性。算例分析表明,所提基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型能够同时满足更多电动汽车的充电需求。     

我国电动汽车大规模接入电网影响分析与建议

为了分析我国未来电动汽车大规模接入电网充电对电网的影响,本文首先分析了电动汽车充电负荷的特性,并定量计算了不同能源补给方式下,全国电动汽车作为充电负荷的电量和电力需求。结果表明,至2020年,充电负荷占总负荷的比例很小。到2030年,充电负荷占全网负荷的比例较高。无序充电情景下,充电负荷有一个明显的晚高峰,将会较大的增加电网的峰荷需求及峰谷差。充电负荷具有较大的调控潜力,换电模式总负荷峰荷小于充电模式。本文从规划和运行的角度研究了充放电优化对于电网的效益。计算结果表明,从规划的角度,充放电优化具有较大的容量效益,从运行的角度,充放电优化能够有效提高电网运行的可靠性,但其总成本不能忽略。提出了积极应对电动汽车大规模接入电网充电,应在研究和相关政策等方面采取措施的建议。     

协同进化算法及其在电力系统中的应用前景

协同进化算法是一种新的进化算法框架，该算法借鉴自然界中的协同进化机制，在传统单物种进化算法的基础上引入生态系统的概念。生态系统中多个物种相互作用，共同进化，从而使整个系统不断演进。将应用领域待求解的问题映射为生态系统，以生态系统的进化来达到问题求解的目的。协同进化算法符合进化博弈论的理论框架，对于各种不同领域问题的求解都取得成功。文中综述了国内外协同进化算法的发展状况，介绍了协同进化算法的基本理论，探讨了该算法在电力系统和电力市场中的可能应用。将该算法引入电力系统和电力市场的研究，可以为电力系统的优化规划和运行、电力市场的竞价机制设计和投标策略优化以及电力市场计算机模拟提供新的方法。     

最近电压稳定临界点的两层规划模型和信赖域算法

考虑了负荷变化的不确定性,提出负荷分布范围的棱锥状模型。建立了求解最近电压稳定临界点的非线性二层规划模型,提出一种求解该问题的信赖域方法。该方法先计算已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,然后建立只有上、下界约束的近似模型,基于信赖域方法的思想迭代搜索最近电压稳定临界点,求取临界点时考虑了发电机无功出力的限制。算例分析表明,该算法收敛速度快、鲁棒性好,全局寻优能力强,并可找出系统电压稳定的薄弱区域和母线。     

电动汽车作为电力系统储能应用潜力研究

基于V2G技术的电动汽车储能为可再生能源、分布式发电、微电网以及智能电网提供了巨大发展空间。目前储能技术较高的成本阻碍了其在电力系统中的大规模应用。电动汽车动力电池在为传统交通工具提供动力的同时,还可作为电力系统的储能装置,为电力系统提供备用电源。通过智能充放电控制和动力电池的梯次使用,电动汽车可作为电力系统灵活调峰和调频电源,加强电网运行稳定性与安全性,提高可再生能源接入规模,加快智能电网的构建和交通能源消费的电力化。本文在对电动汽车储能的相关技术及基础设施进行综述的基础上,对我国未来电动汽车储能规模进行了分析并对相关政策进行了探讨。