计及碳排放流的光储充一体化电站及加氢站协同规划

随着“双碳”目标的深入推进,新能源汽车的发展成为解决交通-能源领域碳排放问题的重要途径。文中提出一种计及碳排放流的光储充一体化电站和汽车加氢站的联合规划方法。首先,采用蒙特卡洛方法对新能源汽车的时空特性进行随机抽样,考虑充能站位置、规模和能源供应等因素,以系统经济性最优为目标建立规划模型。然后,引入碳排放流理论,结合潮流计算及电力网络分析方法,将碳排放成本纳入目标函数。最后,以中国南方地区某城市片区主动配电网为例,对不同光伏出力、新能源汽车渗透率场景的规划结果进行分析,验证了所提方法的有效性。

充换储一体化电站布局及电缆供电的路径优化

随着电动汽车在城市电力系统中的渗透率逐渐增加,系统对电动汽车的支撑能力需要进一步提升。结合城市配电系统配置新型集中性充换电设施是解决该问题的有效途径,合理有效的优化规划是一大难点。针对该问题,提出了一种综合电动汽车充换储一体化电站(charging-swapping-storage integrated station,CSSIS)定容布局以及电缆供电路径优化的综合规划模型。基于充、换电设施的功能特点分析,分别构建充电站、换电站和储能电站运行和定容模型,并以此为基础建立一体站综合运行和定容布局模型,同时结合电动汽车在规划区的概率分布特点,分析一体站的电动汽车负荷。计及不同类型的负荷对供电可靠性的要求以及电缆供电走廊的类型,提出了结合一体站布局的电缆供电路径优化方法。基于公司自由现金流理论分析,优化电动汽车充换储一体化电站定容布局配置规划的累计净现值,并对电缆供电路径及其配套电缆走廊进行优化,采用YALMIP/CPLEX优化工具箱对模型进行求解。以某地区作为规划区,验证了所提方法的可行性和有效性,为电动汽车一体站及其配套的城市电缆配电系统的优化规划提供了新的思路和参考。

考虑电网运行状态的电动汽车充放储一体化充换电站充放电控制策略

电动汽车充放储一体化充换电站作为区域性有源电站,通过合理的充放电控制策略,可以为电网提供削峰填谷的作用。根据电网状态和一体化充换电站与电网之间的能量流信息,结合换电站和梯次站的储能水平,对换电站、梯次站和电网之间的能量流动进行合理调控。将换电站和梯次站内电池组分成若干部分,结合电网实时负荷水平,提出一种新型的充放电控制策略,从而在保证换电站内满电状态电池组数量的前提下,为电网提供增值服务。所提充放电控制策略考虑电池的使用寿命,合理安排电池组在一个周期内的充放电功率。实际算例的分析结果表明,一体化充换电站在保证电池组使用寿命和满足自身良好运行工况的前提下,可为电网提供削峰填谷的服务。

考虑不确定因素下含充换储一体化电站的微网能量优化

电动汽车直接接入电网并不能实现真正意义上的低碳,将电动汽车通过充换电站(battery charging-swapping station,BCSS)接入微网就地消纳可再生能源,并和储能电站(energy storage station,ESS)组成电动汽车充换储一体化电站(charging-swapping-storage integrated station,CSSIS)作为微网的储能系统,能够降低电动汽车对微网运行的影响,同时提高储能可调节容量。针对微网内风机、光伏的不确定性以及负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的经济优化模型,以一定置信水平下满足备用需求作为可靠性约束,基于峰谷分时电价优化一体化电站和燃料电池出力,并确定联络线交互功率。对CSSIS充放电功率在BCSS和ESS之间进行分配时,应用滑动窗口法优先调度BCSS充放电,安排ESS承担剩余功率,从而使BCSS具有较稳定的运行环境,也为ESS提供可调节容量支撑。以一个具体微网为例验证了所提策略的有效性。

电动汽车充放储一体化电站调度参数分析

相比单一结构功能的电动汽车充电站,充放储一体化电站融合了充放电、换电、储能、梯次利用的功能,因此对电站的调度提出了新的要求。文章介绍了充放储一体化电站的结构和功能,包括调度监控系统、充换系统和储能系统。分析了电网、一体化电站和电动汽车之间的信息流,结合一体化电站结构功能提出电站功率调度的核心思想,明确调度参数的定义及参数信息的交互过程,提出相应的调度算法及约束条件。针对我国目前电动汽车主要为公交汽车的特点,结合上海嘉定电网日负荷数据和该地区电动汽车示范园区内充放储一体化电站3个线路公交汽车的实际运营情况,对功率调度算法进行仿真验证,并与其他调度方法进行仿真对比分析,为充放储一体化电站的示范和商业运行提供了参考。

含充放储一体化电站的电网供电能力评估

考虑电网运行和电池电荷状态,对充放储一体化电站进行多场景优化,应用比较矩阵法提出了含一体化电站的电网供电能力评估指标,并结合连续潮流法进行评估。为更精确地评估电网供电能力,在定义节点电气距离的基础上,基于无功/电压灵敏度和有功/传输功率分布因子进行计算,在评估中引入负荷增长系数,通过IEEE 30节点系统验证所提方法的有效性,并分析一体化电站不同运行状态和接入位置对电网供电能力的影响。算例分析表明,一体化电站并网可提高电网供电能力,其大小受到充放电功率和接入位置电气距离的影响。

电动汽车充换放储一体化电站选址定容

根据EV分布特点建立EV时空负荷模型,对多场景EV时空负荷进行预测,以此作为选址定容基础。建立充换放储一体化电站选址定容的双层规划模型,计及电网投资和运行的经济性,上层规划对一体站进行优化选址;下层规划以EV实际行驶路径最短为目标进行一体站服务范围的划分,并将各站负荷返回给上层实现优化定容。结合粒子群算法和迪克斯特拉算法求解含最短路径的复杂非线性多约束优化的双层规划问题。算例验证表明,EV时空负荷模型和一体站选址定容双层规划模型具有可行性和有效性。

充放储一体化电站孤岛运行的离网及维持控制策略

研究充放储一体化电站作为分布式储能单元接入系统的孤岛运行问题.充放储一体化电站处于孤岛运行方式时应保证其能安全离网又能维持基本功能.分析孤岛状态下的站内整车充电系统、电池快换系统以及分控中心的供电方案,研究由梯次储能系统按照不同的供电标准为站内各子系统提供应急电源的能量/功率管理策略,制定准确、高效的离网动作计划,提高充放储一体化电站运行的可靠性.

电动汽车充放储一体化电站的标准运行规程探讨

电动汽车供能设施的配套建设是电动汽车进一步发展和推广的关键,提出同时具备充电、换电以及储能功能的充放储一体化站的设计方案,充分利用闲置电池以及退役电池的储能价值,组配为电池储能站,并通过变流装置与电网实现充/放电互动。根据一体化站的结构功能特点编制一体化站标准运行规程的7个要点,包括总则、调度中心、变流装置、电池充换系统、梯次电池储能系统、站内配电系统以及一体化站异常及事故处理;每一部分分别就装置描述、运行流程以及操作和注意事项展开讨论。

充放储一体化电站的广义能量周期性控制

电动汽车智能充放储一体化电站,相对传统的充电站和储能站,更加节约设备、土地、运行成本,是电动汽车配套供能设施建设的一个良好解决方案.对充放储一体化电站内的能量进行系统的定义,讨论广义能量的周期性特征;进而将站内能量分解为三部分,分别进行计算和周期性控制,通过周期性控制可实现充放储一体化电站系统的长期稳定运行.

基于Stackelberg博弈的充换储一体化电站微电网双层协调优化调度

针对电动汽车充换储一体化电站(CSSIS)与微电网所有权不同的微电网经济运行问题,建立基于Stackelberg博弈的双层优化调度模型。上层微电网作为领导者,以自身收益最大为目标函数,制定与下层CSSIS进行电能交易的内部电价;下层CSSIS作为跟随者,根据内部电价调整自身充、放电计划,以最大化自身收益。采用差分进化算法和Gurobi软件分别对上、下层优化问题进行求解,得到最优内部电价和CSSIS的最优充、放电计划。仿真算例表明,所提算法可以有效求解微电网与CSSIS交互的均衡策略,不仅能同时提高两者收益,还能更有效地利用CSSIS资源。

计及充换放储一体化电站的主动配电网故障恢复

建立了电动汽车区间负荷模型和充换放储一体化电站(简称一体站)区间负荷紧急支撑模型,提出一体站区间负荷紧急支撑策略及其孤岛区间负荷供电范围划分策略。基于区间理论分析,以系统孤岛负荷、开关动作次数和网损分别作为不同层的优化目标,建立主动配电网故障恢复多层优化区间模型。提出混沌模拟退火帝国竞争算法对故障恢复区间模型进行优化,并提出基于仿射数的区间Dist-Flow法用于潮流计算。算例结果表明所提方法快速、有效。

电动汽车充放储一体化电站与电网运行状态的相关模式分析

电动汽车充放储一体化电站的设计充分利用了电池的储能价值,与电网调度中心配合,实现电网与电站之间的灵活能量互动,是未来电动汽车供能设施的发展方向。考虑电网5个运行状态,设计了与之相关的一体化电站正常运行、保护运行以及孤岛运行3种模式,并讨论其对电力系统频率偏差、区域控制偏差、电压可调能力、电压暂降以及功率振荡等5个运行指标的调整能力,探讨了一体化电站运行状态集,较为完备地描述了一体化电站与电网运行状态的相关模式。

充放储一体化电站接入电网的能量流动控制策略

提供了一种全新的能量单元流动控制策略,利用SOC预测技术可以对充放储一体化换电站的整体储能电量进行有效的估算。结合电网EMS以及站内SCADA系统,通过双向可控逆变器控制充放储一体化电站与电网之间的互补支持。该控制策略在提高电网安全性、灵活性以及建设智能电网方面有良好的应用前景。

上海首座电动汽车智能充换放储一体化电站奠基

据《上海市电力公司网站》2011年11月4日报道：上海嘉定安亭集中充换放储一体化电站奠基。这是上海市电力公司承担的国家863计划＂先进能源技术领域智能电网关键技术研发（一期）＂项目中,电动汽车智能充放储一体化电站系统及工程示范课题的配套工程,也是上海首座集乘用车、商用车充换放储电于一体的电站。

电动汽车充换储一体化电站的优化调度策略及应用

随着电动汽车数目的增加,需要不断提升其能源优化管理策略,以充分发挥电动汽车潜能,实现低碳经济供电的目标。针对含电动汽车的充换储一体化电站,研究其预测能源优化管理问题。首先,基于电动汽车出行链特性分析,采用蒙特卡洛算法对电动汽车负荷量进行预测。然后,针对电动汽车充换储一体化电站、可中断负荷和分布式电站组成的虚拟电厂,以运行成本最小化即经济效益最大化构建综合目标函数,并利用基于改进的粒子群优化算法,对虚拟电厂的运行进行源荷储协同优化调度,以确定电动汽车充放电功率大小、储能电池充放电策略和可中断负荷的调度策略。最后,将该分布式能源优化策略应用到一产业园区中,仿真结果验证了该策略的有效性。

计及电网状态的充放储一体化站运行模式探讨

电动汽车供能设施的配套建设是我国电动汽车进一步推广发展的关键,为此,提出融合充电站、换电站和储能站优势的电动汽车充放储一体化站的设计方案,从变流技术、调度及功能设计2方面阐述了一体化站的控制与运行。变流装置可实现电池系统与电网的能量双向互动,一体化站可为电动汽车供能,并可为电网提供削峰填谷、无功补偿、谐波治理、紧急支持等辅助服务。在此基础上,结合电网的不同状态,讨论分析一体化站可能的运行模式,并根据电池储能系统特性划分一体化站2个电池系统的储能水平,进一步探讨计及电网状态的充放储一体化站运行模式,旨在为一体化站的优化运行控制提供参考。

电动汽车充放储一体化站多用途变流装置工作特性分析

为了满足电动汽车充放储一体化站的运营要求,提出了一种新型的多用途变流装置拓扑结构,对该变流装置在充电、换电、半放电和全放电四种不同运行状态下的工作特性及控制方法进行了相应的分析和设计,运用EMTP、PSCAD等电力系统仿真软件对变流装置的各个运行方式进行仿真,通过对仿真结果的分析,验证了该多用途变流装置可对一体化站能量流动方式进行有效的支持,并在四种运行状态下均能实现很好的能量管理效果。

一体化电站并联功率变换系统多模式运行统一控制策略

为实现电动汽车充放储一体化电站中具有并联、双向运行特性的功率变换系统多模式运行,采用基于三层网络架构的集中控制体系,提出了一种集多种运行模式控制于一体的统一控制策略。该策略下各功率变换单元可依据调度指令在V2G和独立两种运行模式间灵活选取,同时结合单元充放电状态、输出视在功率和电池组荷电状态实现了功率优化分配。此外,针对模式切换过程中负载电压和并网电流波动机理进行分析。在统一控制策略中提出并引入了一种基于内环指令跟踪、外环软切换的双环切换方法,实现了运行模式间的无缝切换。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

基于纳什议价博弈的微电网一体化电站分布式协调优化

针对不同利益主体的微电网与电动汽车充换储一体化电站(CSSIS)采用非合作博弈方式协调多方利益无法实现系统社会收益最优,无法保证利润公平合理分配的问题,本文提出了基于纳什议价博弈的分布式优化调度模型。首先建立了基于Stackelberg博弈的上下层主从博弈模型,然后以Stackelberg博弈均衡解作为纳什议价博弈的初始分歧点,将存在耦合约束的纳什议价问题分解为两个关于微电网和CSSIS经济运行的独立子问题,进而利用交替方向乘子法对各子问题进行分布式迭代求解。仿真算例表明:相比非合作博弈模型,该模型不仅能进一步提升各博弈参与方的收益,达到互利共赢的局面,同时还能更合理调度系统内资源,实现系统社会收益最优。