基于SACPS算法的住宅小区电动汽车集群有序充电

针对传统电动汽车有序充电存在的充电影响因素考虑不全、优化目标过于单一、充电体验不友好等问题,以住宅小区电动汽车集群充电为研究对象,构建集群有序充电模型,提出模拟退火的混沌粒子群(simulated annealing chaotic particle swarm,简称SACPS)算法,且使用该文算法对集群有序充电模型进行优化,最后对优化结果进行仿真实验.仿真实验结果表明:相对于其他2种算法,该文算法能使电动汽车集群有序充电模型取得更低的最佳适应度;与集群无序充电相比,SACPS算法的集群有序充电的负荷峰值、负荷峰谷比、充电费用分别降低了42.62%,96.81%,15.61%;SACPS算法的集群有序充电在一定程度上实现了与其他负荷的错峰用电.因此,SACPS算法具有优越性.

基于滑模PI控制的电动汽车集群出力与调频联合优化

电动汽车(EV)集群在参与电网调频时,持续大量的出力可能会导致系统频率出现超调现象,且会增加系统的调频成本和对EV集群的补偿成本。在保证系统频率稳定的前提下,为了协调EV集群与发电机的出力,提出了基于滑模比例-积分(PI)控制的发电机和EV集群联合优化方法,并以系统调频成本和频率稳定为目标,对EV集群的车辆投入比例进行优化。考虑私家车、公交车、出租车这3种类型EV参与电网辅助调频,建立了EV集群参与微电网调频的单区域系统模型,通过滑模PI对EV集群进行控制,在保证频率稳定的情况下,显著减小EV集群出力;进一步对EV集群车辆投入比例参数进行优化,显著降低系统的调频成本。对发电机容量充足、不足的工况进行仿真,并对比参数优化前、后的结果,验证了所提联合优化方法的有效性和经济性。

考虑路网和用户满意度的集群电动汽车主从博弈优化调度策略

传统的电动汽车(electric vehicle,EV)集中优化方法在实际应用中面临调度困难、计算量大、缺乏真实数据支撑等问题,无法准确揭示各主体间的交互行为。为此,提出一种考虑路网和用户满意度的集群EV主从博弈优化调度策略。首先基于真实出行数据和路网数据模拟用户出行行为。其次,负荷聚合商(load aggregator,LA)整合EV负荷资源,对相似出行特性的EV进行聚类。在双层主从博弈模型中,LA作为上层领导者,聚类后的各EV子群作为下层跟随者。考虑EV用户不同消费偏好,通过优化LA定价策略、新能源及储能系统出力计划、EV集群充放电策略实现纳什均衡,达到各主体共赢,并使用改进遗传算法进行求解。最后,利用仿真验证了所提模型可有效提升LA收益及EV用户消费者剩余,增加新能源消纳,并可为不同消费偏好的用户提供差异化服务。

考虑用户多样化需求的电动汽车集群调频控制策略

规模化电动汽车与电网互动成为重要的调频手段,针对调频互动控制无法保障用户各类需求、难以充分调动用户参与积极性的问题,提出一种保障用户多样化需求的电动汽车集群调频控制策略,以实现高比例新能源电网的频率稳定。首先,综合考虑用户交通用能、调频喜好、数据保护需求的交互影响,建立有限信息环境下电动汽车集群可调节能力的概率评估模型;进而,考虑集群调频不确定性和调频控制时长对用户延时充电的影响,提出考虑时序延时调频恢复的概率调频控制策略;最后,算例结果验证了所提出的调频控制策略在保障用户需求、降低数据保护造成的不确定性影响、提升系统频率稳定方面的有效性。

基于充放电裕度的电动汽车集群一次调频控制策略

针对未来电网一次调频资源不足的问题,文中提出一种基于充放电裕度的电动汽车集群虚拟储能参与电网一次调频的自适应控制策略。首先,分析电动汽车的调控运行范围。其次,研究电动汽车集群参与电网一次调频方法。考虑电动汽车充放电时间和电池荷电状态(state of charge,SOC)裕度,设计电动汽车充放电裕度指标。接着,提出基于充放电裕度的自适应一次调频控制策略,优化电动汽车参与一次调频的下垂功率,从而兼顾电网一次调频和电动汽车充放电需求。然后,通过定时更新方式评估电动汽车集群虚拟储能的一次调频能力,并提出一次调频效果评价指标。最后,通过区域电网仿真案例分析,验证所提策略减少系统频率偏差和优化电动汽车一次调频出力的有效性。

含电动汽车集群的微电网多时间尺度优化调度

电动汽车放电时可作为电网的一种分布式储能装置,参与缓解高比例新能源接入微电网的供电压力。基于多时间尺度下分时电价的特点,提出一种考虑电动汽车集群的微电网多时间尺度优化调度方法。在日前调度阶段,基于分时电价对微电网内部储能、可中断负荷、可转移负荷等设备出力进行优化调度;在日内优化调度阶段,将电动汽车集群纳入到微电网能量调度中来,通过分析各电动汽车集群的调度潜力来实现合理的充放电。为验证所提方案的有效性,选取不同的用电峰平谷时段分时电价,让电动汽车集群参与微电网能量调度,结果证明考虑电动汽车集群参与的微电网多时间尺度优化调度能充分利用电动汽车集群的储能资源,提升微电网调度运行的灵活性和经济性。

考虑电动汽车集群响应的分布式资源协同调度策略研究

在国家政策的大力推动下,分散式风电大规模并网,给河南乡村配电网运行带来严峻挑战。为充分调动电动汽车(electric vehicle,EV)群需求响应及小型抽水蓄能灵活性资源参与电网协同调度,采用Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊模型量化电动汽车群的响应意愿,以明确电动汽车集群充电功率的可调节裕度。在此基础上,提出一种计及电动汽车响应不确定性的风电-电动汽车群-小型抽水蓄能协同运行模型,以弃风惩罚和激励成本最小为目标函数引导电动汽车及抽水蓄能参与功率调节。基于信阳某乡村地区10kV配电系统,验证了考虑电动汽车响应意愿对促进风电消纳和提升运行经济性的有效性,以及与小型抽水蓄能共同形成“风-储-荷”运行的协同效果。

考虑电动汽车集群时空能量可调控特性的交直流混合配电网紧急优化调度

针对交直流混合配电网存在强随机性分布式电源接入、电力电子变流器的过载能力受限的特点,提出了考虑电动汽车(EV)集群时空能量可调控特性的交直流混合配电网紧急优化调度方法。基于负荷在紧急状态下的响应特性差异建立紧急响应负荷模型,基于紧急优化调度的实际需要和EV集群中各单元的荷电状态、并离网状态差异性特点建立EV聚合商紧急调控模型;综合考虑调度单元的经济性与系统可靠性,建立紧急优化调度模型;基于改进的IEEE 33节点交直流混合配电网构建2种故障场景,基于最差净负荷功率曲线进行优化求解,并将EV集群与容量相当的传统储能的紧急优化调度结果进行对比,结果验证了所提方法的灵活性、有效性及经济优越性。

考虑电动汽车集群及碳捕集厂的经济调度研究

低碳化是未来我国电力系统发展的主要方向,而提升风电等可再生能源的利用率及火电机组低碳化改造是推动碳达峰、实现碳中和的重要手段。该文考虑将大规模电动汽车与风电协调互补运行以改善弃风现象,提升风电利用率,引入碳捕集技术以降低火电厂碳排放强度。此外考虑大规模电动汽车并网调度存在的优化难问题,提出分群优化的电动汽车集群充放电优化调度模型,其次考虑电动汽车与风电存在的不确定性,引入模糊理论,采用模糊参数对风电及电动汽车的预测值进行描述。接着以系统综合运行成本最低为目标构建考虑大规模电动汽车及碳捕集电厂的含风电电力系统低碳经济调度模型。采用改进的IEEE-39节点系统进行算例分析。结果表明,本方法能有效改善风电弃风现象,降低系统碳排放量与综合运行成本,实现电力低碳化及经济性发展。

考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构

随着分布式电源和电动汽车等灵活性电力资源大量接入配电网,对系统安全可靠性提出了更高要求。提出一种考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构方法,以提高系统可靠性和经济性。在考虑电压偏差的基础上,以故障停电损失成本作为衡量电网可靠性的经济性指标,对网络拓扑结构进行重新构建。首先以线路的开关状态、电动汽车充、放电状态及功率为决策变量,建立以综合成本最小为目标的配电网络重构模型;然后针对配电网络重构模型,采用共生生物搜索算法进行模型求解;最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

基于固态变压器的电动汽车集群柔性并网控制方法

级联型固态变压器(SST)为实现电动汽车充放电集群高效稳定并网提供了一种可行的解决方案,但其体积较大、效率低、结构中存在的多直流侧电压不平衡等问题制约了工程应用。为此,本文提出了一种级联型固态变压器柔性并网优化控制方法,在建立数学模型的基础上分析了其直流侧电压的纹波特性,通过引入两级协调控制和比例积分谐振(PIR)控制器,在实现多直流电压平衡的同时,大大减少了直流侧电压的纹波。实验结果表明,与传统方法相比,该方法可以将直流侧电容值减少至原来的1/4左右,有效地减小了装置的体积和质量,提升了系统的效率。

基于固态变压器的电动汽车集群柔性并网控制技术研究

固态变压器(SST)能够在传统变压器基础上实现有效的变压和隔离目标,而且能够对电能进行灵活调度,但是其不具备传统同步发电机的机械特性及同步运行机制。在借助固态变压器将分布式电源接入电网的过程中,因为固态变压器具有一定的波动性和随机性,所以会对上级电网产生一定冲击,造成电网电压和频率出现较大波动。该文研究基于固态变压器的电动汽车集群柔性并网控制策略,从而实现固态变压器并网端口电能质量、阻尼特性等的提升,确保固态变压器具备调节、调控能力。

基于需求响应的电动汽车集群充电负荷建模及容量边界控制策略

对电动汽车充电进行合理有序的控制是实现大规模电动汽车入网的关键。首先介绍了一种电动汽车集群的分层分区域的电动汽车控制架构。其次,建立了电动汽车集群的控制模型,并在此基础之上提出了一种通过改变电动汽车可调容量边界的电动汽车集群的需求响应控制策略。最后,通过算例分析,首先研究了模型中的参数对电动汽车集群充电负荷的影响,其次验证了文中提出的控制模型和策略,仿真结果表明,在满足用户用电需求的基础上,文中建立的电动汽车控制模型和控制策略能够很好地实现电动汽车集群需求响应的功能。

低碳经济下电动汽车集群与电力系统间的协调优化运行

随着电动汽车(EVs)大规模接入电网,其充放电行为的随机性将给电力调度带来新的问题。在研究电动汽车与电网间信息、能量交互机制的基础上,深入分析EV集群运行模式及其对电力系统发电调度的影响。基于低碳经济理念,以电力系统发电能耗成本、CO_2排放费用和V2G服务补贴费用最小化为目标函数,综合考虑EV行驶需求、碳排放配额、碳排放交易机制等相关约束,建立低碳经济环境下EV集群与电力系统间的协调优化运行模型。采用所建模型对10机系统进行仿真分析,优化结果验证了模型的合理性和有效性。

多类型电动汽车电池集群参与微网储能的V2G可用容量评估

定义了"V2G可用容量"概念,表征电动汽车(EV)电池集群基于车电互联(V2G)技术作为储能元件参与微网运行调控时的动态能量平衡能力。提出同时引入私家EV电池群集、公交EV电池集群和梯次利用EV电池集群参与微网V2G服务的方案。在实现不同时段EV电池集群容量变化的有效表征基础上,针对微网中的多类型EV电池集群,分别从管理模式、行为特性、配置参数等多个方面进行深入分析,提出各集群V2G可用容量的实时评估模型,为目标微网系统能量优化调控策略的制定提供有效依据。以浙江温州南麂岛风光柴储分布式发电综合系统为例,分析所提方案及评估方法的可行性和有效性。

基于参数序列化技术的电动汽车集群响应控制策略

为了对集群电动汽车充电负荷进行有效控制,提出了一种基于参数序列化技术,即能量状态优先队列(ESPL)的电动汽车集群响应控制策略。首先,类比热力学可控负荷诸如热泵的温度优先队列方法,确定电动汽车充电模型;继而定义了可与热泵的温度类比的电动汽车能量状态值,并将可与热泵开关状态类比的电动汽车充电状态作为控制对象,提出了用于对电动汽车群体进行控制的ESPL方法,与电动汽车预测模型相互配合,对电动汽车群体进行了有效控制。算例通过构造电动汽车目标功率,验证了此集群响应控制策略的有效性。

大规模电动汽车集群分层实时优化调度

为解决电动汽车的大规模实时优化调度问题,根据接入电动汽车不同的期望充电完成时间,将其划分为若干个不同优先级的电动汽车集群,在满足车主充电需求、配电网安全运行的同时,建立了考虑电动汽车充放电的大规模集群实时优化调度模型。该调度模型主要分为两个层次:首先,采用灰狼优化(GWO)算法对上层调度进行求解,从而获得各个电动汽车集群的充放电策略;然后,利用提出的能量缓冲一致性算法,制定出集群内的各辆电动汽车的底层充放电策略。仿真算例表明:所搭建的集群优化模型能明显降低电动汽车的大规模实时优化调度难度,同时,GWO算法和能量缓冲一致性算法在求解电动汽车的大规模优化调度问题上,更具有实用性和快速性。

电动汽车集群优化充电多时段有功无功混合控制策略

针对电动汽车充电能量和充换电设施无功调节能力的综合利用问题,提出一种多时间尺度有功无功混合控制的电动汽车集群优化充电策略,在满足充电需求的同时参与电网优化调度并提供无功支持。优化充电策略的第1阶段为充电功率调节,建立多时段充电能量调度优化模型;第2阶段考虑充电设施有功无功解耦度的无功调节约束,根据第1阶段的电动汽车充电计划,在各时段内独立执行基于电动汽车并网拓扑结构的无功优化。两阶段有功无功混合控制方式简化了充电能量优化调度和无功优化问题的复杂度,提升了电网运行的经济安全性和供电质量,为大规模接入电网的电动汽车集群实时调控提供了必要的技术手段。

考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略

为促进风电在电网中的消纳吸收,提出了考虑电动汽车集群储能能力和风电接入的平抑控制策略。首先对单体电动汽车入网后的储能特性进行精细化建模,充分考虑储能容量对不同荷电状态(SOC)的电动汽车有功响应能力的约束,在此基础上构建了电动汽车集群储能能力评估模型;进而针对多个电动汽车集群的协同控制,提出了考虑集群储能能力差异性的联络线功率波动平抑控制策略。该策略根据SOC自适应算法,在考虑各电动汽车响应能力约束的基础上,根据自身SOC水平确定各电动汽车的目标功率值,从而充分利用电动汽车与电网交换功率的连续调节能力;同时,该策略提出2种不同的交换功率控制方法,并探究不同方法在减少放电过程方面的差异性。最后,算例中利用电动汽车集群储能能力平抑联络线的功率波动,仿真结果验证了所提出的电动汽车集群储能能力评估模型和平抑控制策略的有效性。

基于集群响应的规模化电动汽车充电优化调度

大规模电动汽车(EV)的充电需求和充电负荷分布将呈现出规律性,从群体的角度对EV进行优化调度,可以降低问题的维度,提高优化计算的效率。基于区域EV的集群响应特性,建立了以负荷峰谷差最小化为目标的EV群体充电概率分布模型。在此基础上,根据EV群体对充电电价的灵敏度,建立EV集群响应的实时电价模型,通过电价对EV的充电行为进行有序引导,从而实现电网的"移峰填谷"策略。以典型的区域配电网负荷数据为例,验证了文中EV充电优化调度方法的有效性。最后,对EV群体响应实时电价的灵敏度,以及不同灵敏度下EV群体和代理商的节省成本进行讨论。