电动汽车参与电量市场与备用市场的联合风险调度

市场环境下,实现电动汽车(EV)的有序用电调度,将为电网提供多样化的功率调节手段,支撑“双碳”目标下新能源为主体新型电力系统的建设。其中涉及多方市场参与者的决策博弈,是能源的信息-物理-社会系统(CPSSE)的典型应用之一。EV聚合商作为连接EV用户与电网的中间环节,需要处理好与用户之间的合约博弈,以及做好电力市场中的决策策略。该文以EV集群提供运行备用为背景,首先,分析了多方市场参与者的交互关系,提出EV聚合商与用户之间的合约机制;然后,分析了EV集群同时参与电能量市场与备用市场的耦合效应,通过聚合商参与备用辅助服务市场的机制设计,实现了EV正常充电与参与备用服务的解耦;最后,以聚合商风险收益最大为目标,构建多场景下聚合商同时参与日前电能量市场与备用市场的联合调度优化模型,通过算例仿真揭示了模型的有效性,实现了日内备用调度不确定性时的日前最优风险预防控制。

关于在决策推演中计入博弈行为的评述

有别于信息物理系统(CPS),信息物理社会系统(CPSS)必须考虑参与者理性及非理性行为的影响。单独应用理论分析、模型仿真、实验经济学或数据驱动方法,都难以支撑CPSS的研究。混合仿真方法整合上述研究范式的长处,融合统计分析、因果分析与行为分析,可有效地支撑CPSS的研究。为此,除了CPS研究中涉及的数学模型外,还必须构建多代理模型来反映理性行为的高维不确定性。在反复仿真的过程中就只需要少数参与者来反映非理性行为的影响,大大降低了对合格参与者规模的需求。文中结合电动汽车用户的购置意愿、出行意愿、碳市场交易决策行为方面的研究案例,揭示了混合仿真方法的实践可行性。

电动汽车用户参与调控意愿的多代理表征与可信容量量化

作为一种重要的可调节资源,电动汽车(EV)参与调控有助于提升电力系统充裕性。然而,EV用户行为的不确定性可能为EV备用容量带来失效风险。针对上述问题,提出了EV用户参与调控意愿的多代理表征与可信容量量化方法。首先,结合EV出行行为设计了用户参与调控意愿的调研问卷,采集了真实用户参与调控的意愿数据;其次,通过小样本问卷数据深度挖掘建立了高效表征用户集群意愿的多代理模型;然后,在此基础上提出了用户参与调控意愿的判别方法,建立了EV集群可信容量量化模型;最后,通过算例分析了代理个体数等关键参量对EV用户集群参与调控意愿判别的影响,给出了合理设参时不同置信度下的EV集群可信容量。

电动汽车参与运行备用的能力评估及其仿真分析

电动汽车(EV)作为未来电力系统一种潜在且容量可观的运行备用资源,其调控必须以满足用户出行与充(放)电意愿为前提,因此对电动汽车备用能力的评估需置于合理的、计及用户响应意愿的市场机制下来考察。首先设计出兼顾系统调控需求与用户出行需求的充(放)电合约机制,提出了EV短时备用能力计算方法和响应电价变化的有序充/放电策略。基于上述模型或方法,实例分析了典型EV单体及集群在不同充电策略下,向电网提供多种可调控备用容/电量产品的能力。同时进一步分析了备用容量价格、备用市场设计等因素对EV可申报备用容量的影响。

电动汽车聚合商对备用服务能力的优化

电力市场环境下实现电动汽车(EV)的聚类,并积极参与有序充/放电,可以为受端电网提供多样化的功率调节手段,有利于大规模间歇性新能源的消纳。站在EV聚合商(aggregator)这一中间环节,能够更全面地分析市场环境下如何有效利用这一分散的可调控资源。聚合商旨在最大化自身收益,而制定合理的EV充/放电策略是达成该优化目标的途径,但策略的制定同时也受制于市场环境、用户用车需求与参与有序充/放电意愿等因素。文中首先分析了影响聚合商充/放电策略的因素,进而提出了可接纳EV参与竞争的用户充/放电合约及相应的市场机制;在此基础上,构建了EV聚合商同时参与现货和备用市场的优化问题,提出了基于效容比指标求解充/放电策略的分布式算法;最后通过实例验证了算法的准确性与高效性。

容量受限下电动汽车充电策略优化及应急备用能力分析

出行目的地充电覆盖的全面性、服务的及时快捷性及经济性是影响家庭乘用车电动化进程的要素之一,而居民区的充电设施建设和运营是其中的关键一环。因配电网容量限制等原因,居民区充电设施的发展落后于其他充电形式。有必要从居民区实际配用电条件出发,在精细化仿真纯电动汽车(BEV)充电过程基础上,讨论潜在的技术、市场手段对BEV充电过程的影响,并量化分析其作用和价值。在定义BEV充电合约模型基础上,开展了上述分析,给出基于最优价值网络的充/放电策略的优化求解方法,并通过算例验证了算法的有效性。仿真结果表明,在容量受限的条件下,相对于现有BEV的无序充电,集中管理的有序充/放电通过内部提效,能够显著扩大典型居民区内的充电服务容量,并提高BEV作为应急备用的并网容量互动能力,增加充电运营商的营收途径和综合效益。

基于双层有向图的多微网优化协调运行控制

多微网协调运行是进一步提高分布式电源渗透率的重要方式,但如何同时发挥子微网独立运行能力和子微网间能够提供功率支撑的优势仍是亟待解决的关键问题。基于一致性理论,提出一种多微网优化协调运行控制架构,该架构将多微网系统与双层有向图建立对应关系,利用双层有向图表示的通信网络分别设计分布式控制策略:下层控制利用一致性算法通过信息迭代修正下垂控制参数,实现分布式电源输出电压、频率的二次控制以及功率按比例分配;上层控制用以调节网间功率互济,使多微网系统在不同情况下的运行更加合理。最后,在含有4个微网的多微网仿真模型上进行了算例分析,验证了所提控制策略的有效性。

光伏发电供保水平下新型用户交易行为决策研究

随着光伏发电的普及,大量用户已从传统的消费者转变为具有电能生产及消费行为的新型用户。在此背景下,为充分调动新型用户参与电力市场的积极性,防止不公平现象发生,提出两阶段交易模式,即Ⅰ阶段的新型用户间分布式撮合交易和Ⅱ阶段的新型用户余量集中式竞价交易。首先,对不同新型用户群体进行分类,在内部交易的Ⅰ阶段,分析新型用户光伏发电供保水平下的决策;其次,在新型用户与上级电网集中统一分配交易的Ⅱ阶段,以社会福利最大化为目标优化新型用户供需量,通过供需关系改进交易定价;最后,通过算例分析,证明了不同光伏供保水平下两阶段交易机制对新型用户行为决策的有效性,为合理引导新型用户积极有序地参与电力市场提供了依据。