计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化策略

大规模电动汽车无序接入充电站不仅会引起配电网负荷“峰上加峰”,还会造成充电拥堵,延长电动汽车排队等待时间。建立了计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化模型。在上层模型中,以配电网负荷方差和上下层调度计划偏差综合最小为目标实现系统负荷“削峰填谷”,使负荷曲线更平坦。在下层模型中,建立基于多队列多服务台的充电站排队系统,减少电动汽车出行时间和充电费用。采用遗传算法和蚁群算法分层迭代求解模型,以含有4个充电站的IEEE 33节点配网系统为例进行仿真,结果通过与无序充电、Active Scheduling(AS)模型对比表明:所提模型在优化配电网系统负荷、减少电动汽车出行时间和充电费用等方面具有一定的有效性。     

基于无迹变换随机潮流建模的主动配电网优化调度

为了解决风电和电动汽车大量接入主动配电网所引发的随机优化调度问题,利用基于无迹变换的随机潮流计算方法处理风电出力的波动性、电动汽车充电的随机性以及电网负荷的随机波动。进而建立了以电动汽车充电功率和分布式电源出力为优化变量,以配电网运行费用最小、有功网损最小和负荷方差最小为优化目标的主动配电网随机优化模型。同时,采用多目标粒子群算法对模型进行求解,并以改进的IEEE 33节点测试系统为例对该模型进行仿真。仿真结果表明:考虑不确定性和电动汽车有序充电的优化调度模型,可以有效地减少配电网运行的成本、降低网损和缩小峰谷差,验证了所提模型的正确性和有效性。     

基于LSTM神经网络的电动汽车充电站需求响应特性封装及配电网优化运行

随着电动汽车的快速增长,大规模电动汽车充电具有随机性、时空耦合性的特点,对配电网运行电压造成越限风险。通过基于价格的需求响应,引导电动汽车在大时空范围有序合理地充电成为重要的技术手段。文章研究基于数据驱动的电动汽车充电站需求响应特性及其参与配电网运行优化调度问题,首先提出单体电动汽车充电模型和计及交通网络拓扑结构的电动汽车行驶特性,建立了区域电动汽车充电站负荷需求响应计算方法;在此基础上,提出了基于LSTM深度神经网络的电动汽车充电站需求响应模型封装方法,得到电动汽车充电站充电成本和充电功率响应之间的映射模型;接着,构建了考虑电动汽车充电站需求响应的区域配电网电压运行优化模型,并采用粒子群算法进行求解;最后,通过对包含3个充电站的33 节点系统的算例对比分析,验证了所述电动汽车充电站需求响应及其参与配电网优化运行方法的有效性,为数据驱动方法解决电动汽车充电和需求响应问题提供借鉴。     

考虑电动汽车充电站布局优化的配电网规划

充电站的布局不仅应考虑电动汽车用户充电的方便性,还应考虑充电站接入电网的成本。研究满足传统负荷增长和新增电动汽车充电负荷需求的配电网规划问题,以馈线的扩容与新建、变电站的扩容、充电站的新建为手段,以包含充电站配电网投资与运行成本最小为目标,建立了考虑充电站布局优化的配电网规划模型。该模型不仅考虑配电网的安全运行约束,还...     

不同负荷渗透率下的快充电站功率补偿设备配置优化策略

随着电动汽车数量增加,快充电站的负荷渗透率逐渐提高,如何降低快充电站对配电网电能质量的污染并实现经济稳定运行,成为配电网研究的重点。基于此,根据快充电站的负荷渗透率,将电动汽车行业的不同发展阶段划分为不同充电场景,分析不同场景下的负荷特性;然后建立储能系统(energy storage system,ESS)和静止无功发生器(static var generator,SVG)的全周期成本模型,提出不同负荷渗透率场景下快充电站的ESS和SVG协同配置优化策略,并通过上层容量优化和下层运行优化的双层模型进行求解;最后,以IEEE-33节点配电网系统为研究对象,针对不同负荷渗透率场景进行仿真,验证了所提策略的经济性和有效性。     

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。     

基于有序充电启动机制和补贴机制的充电负荷接纳能力优化

为了解决配电网和充电站的建设进程与电动汽车的普及速度失配的问题,进行了配电网和充电站充电负荷接纳能力评估及其有序充电优化。分别以配电网运行风险和用户排队时间为指标量化配电网和充电站的接纳能力;提出基于电网公司和充电站运营商主导权的有序充电启动机制;以电价调节增益、盈利额和潜在收益损失分析运营商参与有序充电的经济性问题,并综合各方需求建立有序充电综合目标;综合有序充电的削峰量和配电网的运行风险改善效果评估电网的安全性补贴,从而建立计及电价调节增益和电网安全性改善情况的补贴机制;基于算例仿真评估了不同充电负荷接入方式下配电网的接纳能力和不同容量下充电站的接纳能力,并分析了所提有序充电模型的有效性。     

考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略

电动汽车在节能减排、推动“双碳”进程等方面有着传统汽车无法比拟的优势。然而，大规模出行电动汽车无序充电可能会加重配电网负荷波动甚至引起节点电压过低等安全问题。为此，提出了考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略。首先，基于配电网原始负荷及节点电压情况，建立了分区域分时电价定价模型，建立电价与负荷情况之间的相关性；其次，以所制定的电价为基础，在各个充电站分别制定电动汽车充电行为预备调度方案，调度的原则是电动汽车的充电费用最低，从而引导电动汽车在负荷低谷进行充电，参与配电网的负荷优化；再次，建立以充电费用、出行总时间以及行程距离三者权值之和最小为目标的电动汽车充电站选择函数，为电动汽车推荐充电站并规划最优行驶路径，同时提升用户经济性和配电网运行的安全性；最后，以修改的IEEE33节点配电网为例，验证了该策略可以有效提升电动汽车用户出行满意度并兼顾配电网的运行安全。     

计及多个风电机组出力相关性的配电网无功优化

针对含多个风电机组的配电网无功优化问题,利用场景分析法处理风电机组出力的不确定性和负荷的随机波动。采用拉丁超立方采样产生多个场景,考虑多个风电机组风速间的相关性,利用Cholesky分解对生成的场景进行重新排序。以有功网损期望值最小为目标函数,以节点电压、支路功率以及电容器投切组数为约束条件,建立配电网无功优化模型。采用鸡群优化算法求解模型,并在改进的IEEE 69节点配电网算例中进行仿真,研究了风电机组出力相关性对无功优化结果的影响,结果证明了所提无功优化模型和方法的可行性。通过无功优化,能够有效地提高配电网的电压水平并减少网络损耗,对配电网的安全经济运行具有重要意义。     

含光伏分布式电源配电网的电动汽车充电站机会约束规划

针对我国某些主要地区的光伏分布式电源与电动汽车充电站的联合利用问题,提出了电动汽车充电站在含光伏分布式电源的配电网中的联合选址规划问题。针对光伏电源出力与充电站负荷的随机性分布,引入机会约束原则,对充电站选址规划的目标函数与约束条件基于置信区间进行相应处理。引入两层级中心选址模型,建立了考虑投资成本、系统有功损耗、交通网络评估指标的多目标函数,在约束条件下选用组合优化问题性能上表现优异的蝙蝠算法对充电站选址模型进行全局寻优,得到优化问题的最优解。通过对IEEE 33节点算例进行仿真计算,体现该理论良好的寻优性能,从而验证其应用在含随机出力光伏分布式电源配电网电动汽车充电站选址规划领域的合理性与有效性。     

计及多个风电机组出力相关性的配电网无功优化EI北大核心CSCD

针对含多个风电机组的配电网无功优化问题,利用场景分析法处理风电机组出力的不确定性和负荷的随机波动。采用拉丁超立方采样产生多个场景,考虑多个风电机组风速间的相关性,利用Cholesky分解对生成的场景进行重新排序。以有功网损期望值最小为目标函数,以节点电压、支路功率以及电容器投切组数为约束条件,建立配电网无功优化模型。采用鸡群优化算法求解模型,并在改进的IEEE 69节点配电网算例中进行仿真,研究了风电机组出力相关性对无功优化结果的影响,结果证明了所提无功优化模型和方法的可行性。通过无功优化,能够有效地提高配电网的电压水平并减少网络损耗,对配电网的安全经济运行具有重要意义。     

一种电动汽车“预约充/放电”模式的优化配置方案

EV（电动汽车）数量的激增,加剧了配电网的电压越限、线路网损等问题。为了优化EV负荷与配电网之间单向且随机的充电交互模式,提出一种EV“预约充/放电”模式及其优化配置方案,通过将大规模EV负荷分时段聚集,同时计及RDG（可再生分布式电源）与EV充电站的协同优化,有效降低有功功率网损,减小电压偏差,保证配电网安全稳定运行。首先,建立考虑EV“预约充/放电”模式的配电网有功、无功协同配置数学模型,将EV充电站的有功、无功出力以及RDG的无功出力作为优化变量;其次,采用二阶锥松弛方法,将原始非凸可行域转化为凸二阶锥可行域,进而获得数学模型的最优解。最后,选用改进的IEEE 33节点系统进行仿真,验证所提方案的可行性与有效性。     

计及光储快充一体站的配电网随机-鲁棒混合优化调度

针对区域配电网内新建快充电站所带来的充电负荷增长可能引起的线路阻塞、电压越限和网损增加等问题,提出一种计及光储快充一体站的配电网日前优化调度方法,通过储能的有功和无功优化决策,改善充电负荷大规模接入带来的运行问题。首先,基于历史车辆出行数据和电动汽车用户出行行为模拟,获取区域内各快充电站充电负荷的随机概率场景;其次,综合考虑快充负荷、光伏及配电网原有负荷的不确定性,基于二阶锥松弛和对偶理论,建立配电网随机-鲁棒混合优化调度模型;最后,以13节点路网和改进的IEEE-33节点配电网耦合系统为例进行仿真分析,结果表明所提方法能够有效提升配电网运行经济性,保障不确定环境下系统运行的可靠性。     

基于两阶段优化模型的电动汽车充电站放电策略

随着电动汽车的普及,合理制定其充放电策略,实现主动配电网和充电站的双赢成为电动汽车负荷并网的研究重点,为此提出一种充电站充放电计划的两阶段优化模型。该模型综合考虑了主动配电网和充电站双方的利益,并计及了电动汽车实际负荷与预测负荷不符的情况。在日前优化阶段,以成本分析为基础,采用Nash谈判法求解配电网和充电站的多目标优化,利用Karush-Kuhn-Tucker条件表示Pareto前沿。在日内优化阶段,在不改变日前优化确定的充放电计划基础上,根据实时负荷,采用Q-learning算法,进行充电站充电服务优化。最后构建配电网系统算例,对提出的优化模型进行仿真,验证了本文方法的有效性。     

含新能源发电的电动汽车充电站充电功率在线优化策略研究

针对含新能源发电系统的电动汽车充电站充电功率优化问题,本文提出了一种充电功率在线实时优化策略,依据新能源发电出力及电动汽车当前充电状态动态调整未来24小时内充电站各充电桩充电功率。该在线优化策略依据电动汽车充电负荷特点,设计了基于状态依赖的决策变量分类方法,降低了每次优化待优化向量维度;改进了微分演化算法,分别对有效决策变量组合以及决策矩阵中有效元素进行优化,旨在快速、准确地对充电站中各充电桩未来24小时内的充电计划进行实时优化。该优化策略对降低充电站运行成本、改善因电动车充电引起的负荷波动具有一定的参考价值。     

计及电动汽车充电站接入的配电网承载能力评估与优化

电动汽车充电站广泛接入到配电网中是实现电动汽车大规模推广应用的关键之一。为了评估与评价电动汽车充电站的接入对于配电网的影响,本文根据所提出的配电网承载能力评估指标体系,针对电动汽车充电站的充电方式与位置特点等分别建立电池更换站、居民区充电站、公共场所充电站的概率负荷模型。利用基于模糊理论、熵权法、层次分析法的综合评价方法对评估指标体系进行评分。在此基础上提出了一种优化配电网承载能力的重构方法。最后以IEEE 33节点配电网为算例对配电网承载能力评估指标体系与优化算法的可行性进行了分析和验证。     

含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性分析

电动汽车充电负荷和风电的随机性与时变性将对电力系统的运行状态产生重要影响.为此,分析了影响电动汽车充电负荷特性的主要因素,根据车辆调查数据对电动汽车用户行驶特性进行建模,基于变异系数建立了电动汽车充电负荷、风电出力和基础负荷的动态概率模型,采用半不变量法概率潮流研究了含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性,分析了5种不同情形下系统支路潮流和节点电压的运行状态.研究结果表明,采用动态概率模型能获得更全面的潮流分布情况,电动汽车充电负荷和风电出力对系统动态运行特性有重要影响,且不同的电动汽车充电控制策略对系统的影响也不同.     

考虑可再生能源供电的油改电汽车充电站调控能力评估

随着可再生能源的大规模接入和电动汽车充换电设施的推广,电动汽车充电可以作为移动储能发挥调控能力,促进光伏、风电等间歇性可再生能源的消纳,实现城镇能源清洁化改造。在交通运输油改电背景下,以汽车加油站和停车场的运行特性分析为基础,提出加油站与充电站映射关系模型以及充电负荷可调节能力的计算方法,并提出充电站调控策略。通过在线提取停车场和加油站数据,基于排队论和隶属度函数确定EV充电关键参数,构建充电站配置与运行综合优化模型。采用二阶段混合优化算法对区域配电网中油改电充电负荷进行算例分析,验证所提出算法评估和利用充电站调控能力的效果,以及可再生能源与EV充电站的协同增效利用。     

适应清洁能源消纳的配电网集群电动汽车充电负荷模型与仿真研究

研究了配电网中集群电动汽车动态充电负荷直接负荷控制消纳清洁能源的模型和控制方法。假设调度机构可通过统一的由激励机制产生的无线激励信号,在线直接控制电动汽车充电负荷功率用以实时消纳风电出力。首先,采用面向负荷传输的方法,建立基于偏微分方程的集群电动汽车充电负荷模型。而后,通过实际居民出行数据进行模型仿真,采用蒙特卡洛模拟验证模型的有效性,并提出基于滑模控制策略采用实时供需误差,跟踪消纳风电功率输出。最后,通过实际风电输出功率曲线验证控制方法的性能,为能源互联网背景下清洁能源消纳提供一种新的途径。     

考虑逆变器无功支撑和三相选择的不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制策略。首先定义了电动汽车充电控制的多目标优化模型,以实现最小化网损和充电成本、最大化无功收益的整体优化;接着计及逆变器无功注入和三相选择,提出了一种电动汽车优化协调控制策略,以实现电网24 h范围内运行的优化;最后基于某澳大利亚真实配电网开展详细仿真分析,验证所提电动汽车有序充电优化模型和协调策略的正确性和有效性。