基于电价响应模型的电动汽车充电优化策略

大量的电动汽车接入电网充电需要考虑经济效益和系统稳定性的影响,为了减少由于电动汽车的无序充电对配电网负荷引起的较大波动,提出了一种基于电价响应和电网激励的电动汽车有序充电优化策略。首先,在充分考虑用户的充电需求和电网安全运行的基础上,以负荷最小峰谷差为目标函数,采用遗传算法求取峰谷时段电动汽车充电数量最优解;其次,构建了电动汽车峰谷电价优化模型,建立了电动汽车充电数量与峰谷电价之间的关系,实现了电动汽车充电价格的最优定价机制;最后,考虑到充电站运营商实施分时电价前后的总收益不受损害,引入了电网公司为减少负荷峰谷差而给出的激励机制。通过对算例的分析,提出了基于电价引导的电动汽车有序充电策略,在降低了运营商的购电成本和用户充电成本的同时,实现了系统负荷削峰填谷的目的,验证了所提控制策略在节约能源方面具有有效性和合理性。     

含电动汽车的主动配电网优化调度

电动汽车随机充电功率会影响主动配电网优化调度,为了解决这一问题。提出了含电动汽车的主动配电网优化调度模型,模型分为两个目标函数。首先,需要以负荷曲线的最小方差优化电动汽车的充电功率作为优化调度之前的目标函数,可以获得电动汽车连接电网的时间和充电功率。然后,建立以分布电源功率为控制变量使得配电网运行成本最低的主动配电网日前优化调度模型。最后,建立的模型在IEEE33节点配电网系统中进行多场景分析电动汽车对主动配电网优化调度造成的影响,并采用CPLEX优化规划软件来求解模型。结果表明:所建立的模型和方法不仅可以保证配电网经济运行,而且还能有效的利用电动汽车的充电来减少配电网负荷曲线的方差。     

电动汽车充电规律对配电网影响的分析与建模

结合美国电网实际运行数据和道路交通情报,基于电动汽车类型、配电网裕量、季节时段等多元因素拟合电动汽车充电时间的规律性曲线,并构建电动汽车充电规律对配电网的影响模型.算例表明该模型能够较好地反映电动汽车在不同时段、不同比例的接入对配电网造成的影响,有利于对配电网的投资建设、安全预警和电动汽车的优化调度进行决策.     

基于分时电价的小区电动汽车有序充电策略研究

随着电动汽车的研究和使用逐步得到完善,按照当前电网的负荷运行能力,大量的充电负荷随机接入电网必然会对电网造成很大的影响,给配电网的运行带来巨大挑战。为了减小电动汽车充电给配电网带来的影响,考虑提高电网利用效率、经济性充电、避峰填谷等因素,本文分析电动汽车的充电方式、用户出行习惯、开始充电时刻以及日行驶里程等,建立小区充电负荷模型,在保证小区变压器安全运行的条件下,基于峰谷电价分时电价构建以用户充电费用最小为目标函数,满足小区电动汽车用户的充电需求。最后,运用蒙特卡洛法(Monte Carlo method)进行算例仿真和分析验证。     

基于电动汽车时空分布特性的配电网演化规律

基于复杂网络理论,提出一种基于电动汽车时空分布特性的配电网演化模型,将电动汽车并网充电过程转化为配电网拓扑结构的演化过程.定义配电网拓扑统计及电气统计特性参量,从网络结构决定网络功能的视角,揭示电动汽车用户的充电行为习惯与配电网的拓扑及潮流水平的关系.最后,对某典型城区电动汽车并网充电过程进行建模与仿真,给出配电网拓扑及电气统计特性的时空演化规律.     

计及配电网络与交通网络双重特性的电动汽车充电站选址规划

电动汽车充电站既是交通服务设施也是公用电力设施,因此充电站的规模与选址是电动汽车大规模应用中一个重要的考虑因素.建立多目标模型,考虑普通充电和快速充电两种充电站,对电动汽车充电站和配电网规划进行了联合建模,使得在交通网络中最大化捕获交通流的同时最小化配电网络中的功率损耗.构建了模糊隶属函数处理所建立的多目标优化问题,采用遗传算法进行求解.最后,采用33节点的配电系统和25节点的交通网络验证了所提出模型的有效性.     

基于虚拟分区的电动汽车优化调度研究

针对大规模电动汽车接入配电网的特点,提出基于虚拟分区和双层规划的电动汽车优化调度的方法。根据接入配电网的电动汽车的特点,制定分区指标,然后以配电网总负荷水平方差最小为上层规划目标函数,系统调度机构所制定的调度计划与各代理商实际调度情况偏差最小为下层规划目标函数,建立基于虚拟分区的电动汽车调度的双层规划模型。用基于极端学习机的改进遗传算法和分支定界算法分别求解上、下层模型,仿真结果表明,获得的电动汽车双层调度方案对配电网负荷曲线峰谷差具有明显调整作用。     

电动汽车对配电网负荷率影响的探讨

考虑到电动汽车充电行为的随机性和不确定性,电动汽车的大规模接入会给电力系统的运行与控制带来显著的机遇和挑战.本文利用可入网电动汽车的储能功能和备用功能,从电网负荷率指标的角度,在我国电网负荷率趋势分析的基础上,采用定性与定量结合的方法研究电动汽车对配电网负荷率的影响.选择电动汽车数量、充电时间两个切入点,研究电动汽车使用与配电同负荷率的关系.研究表明,本文仿真模拟的结果对电动汽车的有序发展提供了重要的参考依据.     

基于信息交互的大规模电动汽车充电路径规划

随着电动汽车的不断普及,在充电高峰时段大规模电动汽车聚集充电,将会导致充电站附近局部交通拥堵,带来用户充电等待、电网负荷大幅波动等问题。该文基于实时的信息交互系统,提出了综合考虑交通网、充电站、配电网信息的大规模电动汽车充电路径规划方法。设定包括路段通行、车辆充电需求、充电站负荷、电网运行等约束条件,建立考虑路段通行时间、充电站车辆数目、充电负荷等因素的多目标优化函数,采用改进的Dijkstra方法对该优化问题进行求解。仿真分析结果表明:该充电路径规划方法在保证配电网正常运行的前提下,可缓解充电站附近的交通拥堵,减少电动汽车用户充电等待时间,提高充电设施的利用率。     

三相不平衡配电网中电动汽车充电问题的混合整数非线性规划模型

本文应用牛顿—拉弗逊方法及分割法线性化三相不平衡配电网的混合整数非线性模型,来替代常用的三相不平衡配电网混合整数线性规划模型,再引入电动汽车充电的线性化模型,来解决电动汽车充电的优化问题,并用实例证明了线性化后的非线性模型的可靠性和精确度。     

风力发电接入配电网的电动汽车充电控制研究

电动汽车接入含有风力发电的配电网,会增大系统中负荷峰值、增加系统损耗、引起节点电压波动等,这都将影响用户的用电稳定,严重时将影响生产与生活。为了降低电动汽车接入造成的影响,首先,对电动汽车充电模型和风力发电模型进行了分析。然后,将一天24小时分成48个相同的时段,在考虑分时电价的基础上,以电动汽车各个时段的充电功率为优化变量,建立包含降低系统网损、节点电压波动、负荷波动的风力发电与电动汽车充电的多目标协调优化模型。最后,在IEEE 33系统中采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行算例分析。结果表明所提出的模型及算法不但能够有效降低二者接入电网对电网产生的不利影响,而且也能够兼顾电动汽车使用者的经济利益。     

考虑电动汽车有序充电的配电网重构降损策略

随着电动汽车的快速发展,配电网中建设了大量的充电桩和充电站。由于电动汽车的充电行为具有潮汐效应,当大量电动汽车同时充电时将造成配电网中的线路重载,使得部分节点的电压过低。因此研究电动汽车的有序充电以及通过配电网重构改善潮流分布具有重要的意义。首先以配电网的负荷波动最小为目标优化分时电价策略,引导充电站和充电桩控制电动汽车的充电功率以优化负荷曲线,最后通过配电网重构策略改变配电网中的柔性开关从而转移潮流,提高电压质量。通过IEEE33节点算例验证,结果表明所提的有序充电和重构策略能够改善配电网的潮流分布,降低配电网的峰谷差和网损,提高配电网的电压质量。     

基于补偿激励的电动汽车与电网联合优化调度

为减少电动汽车(EV,Electric Vehicle)无序充放电对电网造成的冲击影响和促进新能源消纳,考虑EV集群的储能能力和可调备用负荷特性,提出一种基于补偿激励用户引导的电动汽车-新能源-区域电网联合优化调度控制策略。充分考虑车主充放电意向和所能接受的充电成本,建立EV充放电服务系统(EV-CDSS,Electric Vehicle Charging and Discharging Service System)。利用接入系统的EV集群储能作用,辅助区域火电,平抑区域电网功率的波动,改善EV无序充放电,并提高区域电网稳定性和节省EV充电成本。以典型的区域配电网负荷及风光电厂输出功率数据为例,通过仿真,验证了所搭建的EV-CDSS及控制策略的可行性和有效性。     

引入车辆规模的充电设施运营博弈研究

研究了电动汽车充电电价制定过程中政府与充电设施运营商的博弈. 通过建立随电动汽车保有规模变化的政府与企业的博弈模型,分析了电动汽车市场化发展初期,二者基于充电电价的博弈行为. 根据模型,以国内某城市电动汽车发展规划为实例,进行了分析求解. 结论表明,政府与企业进行合作博弈,能极大推动电动汽车及充电设施的市场化发展,实现政府、企业和社会的共赢.     

考虑价格激励的电动汽车最优有序充放电策略

针对电动汽车的无序充放电操作给配电网造成电压、谐波等诸多问题,提出一种考虑价格激励的电动汽车最优有序充放电策略;首先,考虑峰谷电价差,从电价成本角度对电动汽车充电和放电的电价上、下限进行定量分析;其次,考虑电网稳定性以及不同时段内用户进行充放电的成本与收益,将峰谷差率最小和用户日平均充电成本最小作为优化目标,构建考虑价...     

考虑电动汽车充电桩无功响应的优化调度策略

随着电动汽车的普及,大规模电动汽车入网对配电网造成的影响愈加明显.在该背景下,提出了考虑电动汽车充电桩无功响应能力的充电站实时滚动优化调度策略,充分考虑电动汽车的时空分布特性以及充电站与电网之间的有功无功交互能力,建立双层模型分别从时间和空间上对充电站的有功无功进行优化调度.分别采用二次规划、二阶锥规划对上、下层模型进行求解,最后以改进的IEEE33节点配电网系统进行仿真,仿真结果表明该策略可以有效降低系统负荷峰谷差,减小系统网损,改善系统电压水平.     

考虑大规模电动汽车入网的经济调度问题

针对大规模的电动汽车无序入网充电导致电力系统运行不稳定的问题,提出了基于峰谷分时电价进行有序充放电的策略,该策略考虑了电动汽车用户的响应程度对其实际应用的影响。具体阐述了峰谷分时电价划分的方法和用户充放电时刻的选择。根据电动汽车时空分布规律,分别构建了电动汽车无序充电和基于峰谷分时电价的有序充放电模型。从微网系统和用户侧两方面建立了以微网系统运行成本、系统负荷波动、车主充电成本为目标函数的经济调度模型。采用粒子群算法对算例模型进行求解,得到了不同充放电方式下电动汽车和其各分布式微源的出力结果,验证了有序充放电策略的有效性和可行性。研究结果表明峰谷分时电价机制下的有序充电明显优于无序充电,电动汽车车主对有序充电的响应程度越高,越能提高微网系统的经济效益和环境效益。     

居民区电动汽车充电负荷建模研究

分析了电动汽车的充电电池结构,给出了单台电动汽车充电功率的计算公式.研究了对电动汽车充电负荷起决定作用的电池剩余荷电量和电动汽车返回时间两个随机因素的分布特性,并用蒙特卡洛法模拟这两个随机因素,提出了居民区电动汽车充电负荷的建模方法.方法能够较好地切合居民区电动汽车充电负荷的实际情况,对制定引导电动汽车用户有序充电的措施和配电网优化运行意义重大.     

基于粒子群算法的微电网电动汽车接入经济-环境效益分析

大规模的电动汽车合理有序充放电是降低电网负荷的峰谷差、解决能源危机和保障电能质量的一个重要手段.具有剩余电量的电动汽车有随机移动式储能特性,但在实践中电动汽车较少被考虑到微电网运行模式规划中.本文在以经济-环境最优为目标的微电网运行模式基础上构建模型,在算例中运用蒙特卡洛法模拟出大规模电动汽车充电行为符合正态分布,得到未来一天规模化EVs总体负荷曲线与微电网发电量;运用实现方便、收敛速度快的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,POS)算法,以EVs的特征量(充电开始时刻、连接时长和充电电量)作为控制变量进行全局搜索得到最低系统成本和各分布式能源每小时最优出力,通过对比实验,验证了模型的有效性.结果表明,电动汽车的并入不仅能降低对环境的污染,还可以提升微电网运行的经济效益.     

计及出行行为调整的综合能源系统双层博弈优化策略

针对园区综合能源系统中各个主体的利益难以兼顾及新能源汽车出行计划临时变动会对系统运行带来不利影响的问题,提出了考虑车主出行行为调整的电热氢综合能源系统双层博弈优化运行策略。首先,建立以能源运营商(IESO)、负荷聚合商(ULA)和新能源汽车负荷聚合商(NEVLA)为主体的Stackelberg-Shapley双层博弈框架;其次,将双层博弈框架嵌入两阶段模型预测控制滚动调度模型中,并在第1阶段引入惩罚博弈机制,抑制车主按照个人意愿无序改变充电计划的行为;最后,联合沙丘猫优化算法与CPLEX求解器对博弈模型进行求解。仿真结果表明：所提策略与无惩罚博弈机制的滚动优化运行策略及考虑惩罚博弈机制的单断面优化运行策略对比,能源运营商的收益分别提高了4.43%、7.75%,负荷聚合商的剩余价值分别提高了6.48%、12.18%,电动汽车负荷调度成本分别减少了13.64%、4.43%,验证了所提策略具有更好的系统运行经济性。