基于去中心化交易模式的充电站日前购电策略

电动汽车充电站大规模建设下,协调充电站的充电功率对配电网的安全经济运行具有十分重要的意义。受制于不同充电站之间的利益冲突以及实时控制技术的瓶颈,电网公司难以对充电站实行集中管理。文中基于去中心化交易模式,提出了充电站参与日前电力市场的购电策略。首先,借助区块链存储技术,设计了适用于充电站日前购电协议的智能合约。然后,采用二阶锥规划求解交流最优潮流模型得到不同时间配电网各节点用电的边际成本,并以此为潮流运行点构建线性化阻塞管理模型,从而得到配电网节点边际电价。最后,考虑电动汽车的停泊特性,以购电成本最小为目标建立了充电站分散式优化调度模型并根据价格信号分散求解。在IEEE 33节点配电网系统中进行了充电站购电策略仿真,仿真结果表明,所提出的充电站日前购电策略能实现分散式调度,改善了配电网的潮流分布;同时,节点边际电价能够作为公平的价格信号引导充电站有序充电,在保证配电网安全经济运行的同时降低充电站的购电成本,提高充电机的利用率。     

未来城市共享电动汽车发展模式

随着城市化步伐的加快，城市人口迅速增长，机动车数量急剧增多，交通堵塞与事故、机动车导致的温室气体排放增加已成为大中型城市的顽疾。在此背景下，文章分析了电动汽车共享使用涉及的相关因素，设计了以换电为核心、以充电为辅助的未来城市电动汽车智能网联共享发展模式，探索了电动汽车共享运营中的商业增值服务发展方向，研究了共享式电动汽车运行数据特征，提出了基于云-雾-边缘计算的共享电动汽车运行数据处理框架。技术经济可行性分析结果表明，该模式能极大缓解城市交通压力，有效提高电动汽车参与电网调度的能力，促使电动汽车获取较高的辅助服务收益，在新能源消纳、碳排放等领域也具有巨大的环境效益。     

基于电网-交通网耦合的充电站故障传播分析框架

近年来,随着电动汽车数量的增加,电网和交通网的联系也更加紧密。2018年深圳市充电站故障引起电动出租车大面积停运堵塞交通事件表明：电网的扰动可能经充电站和电动汽车的耦合而波及到交通网,导致交互传播的连锁故障。因此,需要在考虑电网-交通网两网耦合的基础上,研究充电站故障扰动在两网间的交互传播。在上述背景下,文章提出了一种基于电网-交通网耦合的充电站故障扰动传播分析框架;首先,分析电网和交通网之间的耦合关系,基于多层网络理论建立了电网-交通网耦合网络模型;通过出行链模拟电动汽车的行驶轨迹,建立了电动汽车出行和充电模型;然后,在耦合网络的基础上,考虑充电站故障扰动对电动汽车出行的影响,提出了一种基于多层网络级联失效的扰动分析方法;最后,通过仿真算例分析充电站故障扰动在交通网的时空传播特性。仿真结果表明,文章提出的基于电网-交通网耦合的充电站故障扰动传播分析框架能够准确描述电网扰动对交通网的影响,并且可以定量分析不同路段的交通状态时空演化特征,为交通管理者制定决策提供科学依据。     

考虑可靠性约束的舰船电力系统故障重构策略

网架重构是舰船电力系统发生故障时恢复供电的有效措施。考虑到舰船电力系统的特殊工况,故障重构时有必要考虑重要负荷的供电可靠性和电能质量,为此提出了一种考虑可靠性约束的舰船电力系统故障重构策略。利用图论建立了供电可靠性与电网拓扑之间的关联模型,并通过深度搜索算法遍历重要负荷节点的所有供电路径。基于二阶锥规划建立了故障重构凸优化模型,并进一步通过多面体逼近算法将模型转化为混合整数线性规划问题以加速求解。通过系统仿真并对比分析,结果表明所提出的算法能快速获取全局最优解,所得到的故障重构策略能保证重要负荷的电能质量与供电可靠性。     

基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。     

基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。     

考虑路网-电网交互和用户心理的电动汽车充电负荷预测

文中提出了一种考虑路网-电网信息交互和用户心理的电动汽车充电负荷预测框架。首先,利用出行链和原点-终点(OD)矩阵得到电动汽车出行目的地;然后,考虑行驶、排队时间和充电电价,提出基于后悔理论的充电站选择模型;接着,基于跟驰模型对车辆在路网中的行驶过程进行微观交通分析,建立基于电价驱动的路网-电网交互式负荷预测框架;最后,采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车的出行和充电情况,以预测电动汽车充电负荷时空分布。通过在中国北京市三环路网和相应电网上的仿真,验证了所提电动汽车充电负荷预测框架的有效性。仿真结果也表明路网和电网通过电价相互作用,使得电动私家车和出租车的充电负荷在时间与空间上分布差异明显。     

计及电动汽车用户响应特性的充电站实时电能共享机制

电动汽车用户参与本地充电站电能共享既能满足充电站电能共享需求,也能通过优化配置本地电能资源给参与者带来收益。考虑到传统电力市场准入门槛高、交易成本高等问题限制了本地电能共享,文中计及电动汽车用户响应特性,提出了基于价格一致性的充电站实时电能共享机制。首先,计及道路拥堵情况、预共享电价、节点边际电价和用户充放电成本效用参数等电动汽车用户驾驶行为影响因素,建立了电动汽车用户选择模型。接着,在本地电能共享网络中,推导了集中式调度模式下社会福利最大化模型的对偶问题,进而提出了基于价格一致性的实时电能共享机制,以共享电价作为一致性变量,参与者间通过信息交互达成价格认同,最终实现电能共享社会福利最大化。最后,在路网-电网-电能共享网络耦合系统中进行了仿真。仿真结果表明,道路通行时间和预共享电价对电动汽车用户选择行为影响最大,高充电效用和低放电成本的电动汽车用户参与充电站电能共享能够同时提升个体和整体经济效益。     

市场环境下共享汽车电池仓库能量管理策略研究

共享电动汽车是未来交通出行的发展趋势。将换电模式应用于共享电动汽车,在保持其换电便捷性优势的同时可以解决电池统一性的问题,具有良好的发展前景。文章对换电模式下共享电动汽车运营商管理的电池仓库开展研究,提出了能量优化管理的双层规划模型。上层以电池仓库成本最小化为目标对电池充放电功率进行优化,下层对电池仓库参与电力市场的出清过程进行建模,然后基于KKT条件和强对偶理论将模型转换成混合整数线性规划问题进行求解。最后,通过算例分析电池仓库的竞价和能量管理策略,验证了文中所提模型可以在满足共享用户电池需求的同时,降低共享汽车电池仓库的运营成本。     

考虑电动汽车停泊特性的充电站-电网互动策略研究

研究充电站与电网之间的互动,对改善电动汽车的无序充电行为具有十分重要的意义。提出了一种考虑电动汽车停泊特性的充电站-电网互动策略。首先,基于历史数据,配电网运营商优化分时电价,以减少负荷波动。其次,考虑到电动汽车的停泊特性,充电站根据配电网运营商发布的充放电价格控制电动汽车的充放电功率。最后,配电网运营商通过动态重构策略改变配电网的潮流分布,以提高电压质量并降低线路损耗。基于IEEE-33节点配电网系统进行了仿真,仿真结果表明所提的互动策略可以提高充电站的利益,并能降低配电网的网损。