提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略

光储充电站的运行效率直接影响到其经济效益及电网侧的电能质量。针对在进行容量配置时对运行效率考虑不足会导致非必要的电能损耗,文中提出一种提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略。通过分析光储充电站变换器与内源线路功率损耗对于运行效率的影响,提出充电站的运行效率评估指标与计算方法,并讨论光储充电站运行效率对其容量配置的影响。建立以充电站经济效益、运行效率、电网侧峰谷供电功率补偿能力最佳为优化目标的多目标容量优化配置策略。针对优化目标特性,提出一种改进二代非支配排序遗传算法得到优化策略求解方法。选取中国西南地区某典型光储充电站运营场景,通过算例验证了优化策略的有效性与优越性。

计及电能量-备用耦合的配电网与光储充电站协调优化调度方法

针对光储充电站大规模接入给配电网带来的调控压力,提出一种计及电能量和备用耦合的配电网与光储充电站协调优化调度方法。首先,建立基于随机机会约束的光储充电站经济调度模型,得到光储充电站与配电网的电能交互方案和备用需求;随后,采用鲁棒经济调度-线性潮流方法,建立计及不确定性的配电网优化调度模型,并根据Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件推导得到配电节点边际电价和节点备用边际电价,通过电能量和备用价格引导光储充电站友好互动,挖掘站内储能在削峰填谷和备用调节上的潜力。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。

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。

动态能源与地理信息融合的光储充电站电动汽车充电路径引导

电动汽车(EV)的出行、充电行为在对交通系统运行规律造成影响的同时,也使得能源网络负荷的时空分布发生改变。为此,考虑光储充一体化系统的特点,结合大规模EV、区域路网、配电网以及光储充电站的动态信息,构建了精细化的车-站-路-网动态融合模型;在此基础上,分别从用户、交通路网、电网3个角度构建包含行程时间、交通拥堵情况、电网稳定性的多目标优化函数。针对当前模型的高复杂度,运用分层规划和双向搜索思路对LPA*路径规划算法进行改进,从而实现动态环境下的充电路径引导。以某市一区域路网为例进行仿真,结果表明:与现有的策略相比,所提充电路径引导策略能很好地解决因EV充电带来的局部道路拥挤、区域光储能源消纳不均衡等问题。

光储充电站多目标自适应能量调度策略

针对光储充电站运营中利润过低、充电桩降功率供电易发和光伏弃光严重的问题,提出了一种基于参考点的非支配排序自适应遗传算法的能量调度策略,目的是提高充电站的运营效益.首先,以最大化充电站利润、充电桩满足率和光伏消纳度为目标建立多目标优化模型;其次,为避免传统NSGA-Ⅲ算法早熟问题,构建了一种自适应的二进制变异算子,以提高其种群多样性;最后,针对多目标优化求解所得的Pareto最优解集难以筛选问题,采用模糊层次分析法从中选出唯一最优解.实验结果表明,该策略在满足100%光伏消纳度的同时,相比其他多目标优化策略提高了0.45%~9.55%的充电站利润和0.42%~5.64%的充电桩满足率.另外,超体积指标表明所改进的算法有更好的收敛性和分布性.

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。

基于多模式融合的光储充电站储能系统优化运行分析

为满足光储充电站的技术需求,优化储能系统运行模式,以多模式融合为基础,提出相关的光储充电站储能系统优化策略,包括能量管理策略、设备选型配置优化以及运行调度控制,以期为相关人员提供参考。

高速公路服务区光储充电站运行控制分析

现阶段,高速公路上的充电网络基本建设完成,并且得到了快速的发展。因此,为确保高速公路服务区内光储充电站的应用需求能够得到满足,须引入清洁绿色电力,与此生成高速公路能源保障机制,以增加交通出行环节的用电便利性。基于此,本文首先简要分析了工程概况,其次阐述了高速公路服务区光储充电站运行控制问题,最后提出了高速公路服务区光储充电站运行控制措施,以期对相关部门的工作有所帮助。

考虑实时需求侧响应的光储充电站容量优化配置方法

针对光储充电站参与实时需求侧响应的经济性评估问题,提出考虑实时需求侧响应的光储充电站容量优化配置方法。首先,考虑电网频率响应需求,在满足负载需求的基础上通过优化光储系统充放电行为建立充放电策略;然后,考虑锂电池不同荷电状态(SOC)下的充电功率非线性特点,建立储能电池充电功率分段线性化模型;最后,以光储系统全寿命周期内部收益率最大化为经济性评估指标,建立双层规划模型。算例分析表明,所提算法可使光储充电站实现较高收益水平。

面向汽车充电预约的光储充电站能量调度策略

光储充电站(PSCS)的规模化部署是电动汽车(EV)快速普及的关键因素。合理规划光储充电站的运行模式并有效调度多种能源,优化需求供给链,最大化运行效益,是光储充电站可持续运营发展的重点。针对目前光储充电站需求侧的不确定性和供给侧的协调性问题,面向汽车充电预约场景,在需求侧综合考虑汽车充电需求和剩余停车时长等因素,决策相应EV的充电方式。在供给调度侧设计一种基于带精英策略的遗传混合递推算法(EGAHR)进行能量优化调度,以最小化电网取电费用。以EV充电时间片为基本调控时间单元,通过协调需求侧和供给侧的调度信息,合理调度光伏、储能、电网等能源的能量,满足当前时间片内EV充电需求的同时优化系统电费。实验结果表明,基于EGAHR算法的策略相比基于遗传算法、灰狼算法、粒子群算法等经典算法的能量调度策略节约了2.1%~21.9%的充电成本。另外,EGAHR算法可以为多种不同的EV充电模型和差异化电价趋势模型提供参考,为PSCS合理配备储能系统和光伏提供科学经济的部署方案。

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。

含CVaR及增广ε-约束法的多目标光储充电站容量优化配置

电动汽车充电需求和光伏出力的不确定性使光储充电站的收益存在一定的不确定性。为了量化该不确定性给光储充电站收益带来的影响,即收益的CVaR值,建立了含收益和CVaR的光储充电站多目标容量优化配置模型。模型中CVaR函数为条件风险价值量化的投资商的预期收益,收益期望值函数为考虑充电需求和光伏出力典型场景下的收益与其概率乘积之和,结合增广ε-约束法以收益为主目标,将预期收益CVaR次要目标作为约束。求解模型获得不同风险偏好下收益期望值和预期收益CVaR的pareto前沿以及对应的配置容量,采用熵权-TOPSIS法筛选出客观决策方案。相较于传统风险管理中的线性加权法,增广ε-约束法处理目标后可得到更具分布性以及边界最优性的前沿,能够映射出多目标问题的实际pareto前沿,提供收益期望值和预期收益CVaR划分更细致的投资方案。

耦合氢能的光储充电站多目标优化配置策略

单独规划充电站和加氢站会占用多余土地,导致投资成本较高。为此,提出了耦合氢能的光储充电站设计思路,并对其多目标优化配置进行研究。构建耦合氢能的光储充电站结构,建立充电站中主要设备的模型,设计充电站的工作模式;以最小化年建设成本、年弃光与失负荷成本、年总排放成本为目标,建立充电站的多目标优化配置模型,并采用基于聚类算法改进参考点约束的第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行求解;通过MATLAB仿真得到综合效益最优的充电站容量配置方案,验证所提耦合氢能的光储充电站的可行性,为未来的电-氢能源系统的发展提供借鉴与参考。

基于光储充电站的电动汽车分层优化调度

电动汽车(EV)具有环保、可充放电等特点,在一定条件下可视为储能电池参与微网的电力运行,因此基于光储充一体化的EV充电站成为应对能源互联网的重要举措,但EV充电负荷具有很强的随机性,变化的EV负荷会改变一定时期内的负荷特性,给微网的稳定运行带来一定困难。为解决大量EV接入时可能出现的维数灾难、求解慢等问题,提出了一种分层的EV优化调度策略。首先,建立微网内部组成单元模型及约束条件;其次,建立EV的动态电价模型;然后,以微网运行成本、EV充放电收益和配网网损为优化对象,建立光储充电站EV优化调度策略及各层目标函数并采用自适应粒子群算法进行优化。仿真结果表明,EV的接入起到了“削峰填谷”的作用,极大减少了EV充电成本和微网优化成本并可以满足车主的出行需求。

基于PSO-DDPG算法的光储充电站实时控制策略研究

“双碳”背景下,光储充电站逐渐成为未来充电站的一种主流形式。为提高光储充电站的经济效益并降低二氧化碳排放,提出了一种基于改进深度强化学习的光储充电站实时控制策略。首先,建立以碳排放最小与运行成本最低为目标的优化模型并将其转换为马尔可夫决策过程;其次,提出了一种基于经验继承机制的粒子群优化-深度确定性策略梯度算法(Particle Swarm Optimization-Deep Deterministic Policy Gradient,PSO-DDPG);最后,考虑动态碳排放因子开展算例分析,验证了所提PSO-DDPG策略的有效性。

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。

城际高速路网中光储充电站的定容规划

针对大规模电动汽车在城际间出行时的充电问题,提出了城际光储充电站的定容规划方法。首先,通过构筑城际高速路网充电引导系统架构,从而实现对电动汽车和光储充电站信息的实时有效耦合。其次,基于城际高速路网车流量的统计分布数据,结合电动汽车利用充电引导系统后的充电决策,兼顾用户和光储充电站双方利益,优化了光储充电站内充电机的数量。然后,根据各站光照条件、负荷水平,优化配置光储设备容量,并且结合分时电价,提出光储充电站内能量交换策略,以提高光伏消纳水平,从而进一步节省光储充电站的设备投资、运行维护成本。最后,在含有30个光储充电站的高速路网中对所提方法进行仿真验证。结果表明,所提出的定容规划方法显著降低了光储充电站的日均寿命周期成本,且有效兼顾了用户出行体验。

考虑不确定性的高速公路光储充电站选址定容

针对高速公路并网光储充电站选址定容中存在的不确定性,提出了一种基于数据驱动的分布式鲁棒优化的两阶段选址定容方法。阶段1基于蒙特卡洛模拟方法得到充电点的位置,利用整数规划模型确定充电站的位置;阶段2兼顾充电站利益及用户满意度,建立基于数据驱动的分布式鲁棒优化定容模型,通过KL(Kullback-Leibler)散度构建以经验概率分布为中心的概率分布模糊集合描述不确定量,利用风险理论将分布式鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划问题,进而对充电站内的充电桩数量及光储容量进行优化。最后,通过环形路网对所提方法进行验证并进行敏感度分析。结果表明:所提方法可行、有效;配置光储设备能降低年均寿命成本;通过控制KL散度公差、样本数量、续航里程、充电功率等能有效平衡系统的经济性与鲁棒性。

光储充电站通信网络和系统控制技术研究

展开适合光储充电站通信网络和系统控制技术研究,基于G3_PLC技术研究适合光储充电站系统控制需求的通信网络,给出通信终端硬件实现,分析通信网络的高速传输和Mesh网络拓扑自适应组网的特性。同时结合通信网络架构,在对应的通信终端上,引入集中式MAS技术,给出基于其的控制策略,通过光储充电站系统内电力线实现不同Agent之间信息交互。通过搭建通信网路验证通信网络传输性能,得出在合适路由参数配置下通信速率可达60KBs,研究的集中式MAS控制策略利用光伏产生电能和电池充放电能可实现主动用能,达到光储充电站内电能流动平衡。

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。