【摘 要】
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低碳发展已经成为我们国家的能源战略,含分布式清洁能源的电网重构和改革迫在眉睫,一方面是大幅度提升可再生电源的比例,另一方面需要应对电动汽车(Electric Vehicles,EV)充电负荷的快速增长,电网运行稳定性面临挑战。目前,采用储能系统提高电网柔性、优化电网经济运行已经成为业内共识,由此分布式储能技术得到了重视和发展。随着电动汽车渗透率提高,充电负荷将对配电网运行带来过载风险,引入储能系统
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低碳发展已经成为我们国家的能源战略,含分布式清洁能源的电网重构和改革迫在眉睫,一方面是大幅度提升可再生电源的比例,另一方面需要应对电动汽车(Electric Vehicles,EV)充电负荷的快速增长,电网运行稳定性面临挑战。目前,采用储能系统提高电网柔性、优化电网经济运行已经成为业内共识,由此分布式储能技术得到了重视和发展。随着电动汽车渗透率提高,充电负荷将对配电网运行带来过载风险,引入储能系统则能一定程度降低充电负荷影响,有效提高配电网的运行稳定性和经济性。因此,配电网经济调度研究既要考虑充电负荷,也应考虑储能系统作用。本文针对提升配电网运行经济性的应用需求,对配电网分布式储能技术、经济运行调度技术及最优调度模型、储能优化算法和电动汽车有序经济调控算法等进行了研究,主要完成了以下工作:(1)通过对分布式储能运行调度和电动汽车有序充电技术的调研,建立了含分布式储能的配电网双层经济调度模型,包括下层电动汽车有序调度模型和上层分布式储能调度模型。以运营聚合商来分区域分类管理电动汽车用户。制定了电动汽车V2G(Vehicle-to-Grid)响应策略,定义了电动汽车的V2G响应系数来辅助制定放电计划。设计了高效的单轮层间协调策略,通过一轮协调完成层间功率交互。制定了配电网、运营聚合商和电动汽车用户经济共赢的调度策略。(2)完成了双层优化模型求解算法的设计。上层模型采用高效的二阶锥规划进行求解。针对下层模型电动汽车有序规划问题的特殊性深入逻辑底层设计了适用于电动汽车有序充电的递归搜索交换算法(Search-Swapping Algorithm,SSA)。并从竞争比率、充电完成率、充电中断、计算成本和平均电价等方面对该算法和其它电动汽车有序规划算法进行了性能对比分析,验证了搜索-交换算法的优越性能。(3)在MATLAB中编程实现了二阶锥规划算法,用C#语言完成了电动汽车场站级有序充放电仿真软件的编写。在仿真软件中实现了搜索-交换算法的设计并完成了对该算法的性能分析,验证了它的优越性能。完成了对场站级电动汽车有序经济调度的仿真和对运营聚合商盈利效果的分析,对仿真结果实现了可视化展示。(4)在IEEE-33节点算例和唐山实际配电网算例上完成了对所提双层经济调度模型的仿真分析。分析了电动汽车慢充站、快充站和配电网在几种场景中的仿真结果,包括参与调度各方的经济性分析和配电网安全运行分析,验证了经济共赢策略。用所提的调度模型和算法能够有效提升配电网运行的稳定性和经济性。
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