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电网技术 2016年第09期杂志 文档列表

电网技术杂志电动汽车与能源互联网

考虑不同类型充电需求的城市内电动汽车充电设施综合规划2579-2587

摘要：电动汽车在城市内的行驶是其主要应用场景,合理规划市内充电设施具有重要的现实意义。私有充电桩慢速充电、公共充电桩的常规充电以及充电站的快速充电是城市内电动汽车的主要充电方式。首先基于电动汽车保有量和行驶统计数据得到电动汽车总充电需求;其次,根据电动汽车用户的充电行为将充电需求分类,对应由不同充电设施满足;随后,抽象出道路网的结构,考虑不同充电设施间的相互影响,基于改进的P中心定位模型建立了一个以总投资成本、运维成本、电量成本和充电站用户成本最小为目标的整数线性规划模型,优化得到各类充电设施的规划方案。算例分析表明,所提方法可以合理满足城市电动汽车充电需求,对私人充电设施配建比例对总成本影响的分析可以更好地指导充电设施的规划。

智能配电系统环境下的电动汽车调频竞标模型2588-2595

摘要：智能配电系统的发展使电动汽车得以为电力系统提供频率调节等辅助服务,提出的调频竞标模型建立在电动汽车车主、运营商以及电网调度三方信息交互的基础之上,首先利用车主提供的电动汽车状态参数确定每辆电动汽车在调频时刻的调频潜力,加和所聚集电动汽车的调频潜力得到电动汽车运营商的调频容量及竞标曲线,进而通过调频市场的竞标机制满足电网的调频需求,最后根据中标结果控制相应的电动汽车提供调频服务。仿真结果表明,除了部分出行高峰时期的向上调频信号,电动汽车可以很好地满足调频需求,平抑新能源和负荷波动,并且经济性分析显示电动汽车可以通过为电网主动提供调频服务而获得一定的经济收益。

电动汽车在电力市场的最优竞标策略2596-2602

摘要：电力市场的发展以及电动汽车的大规模应用,使得电动汽车能够通过参与市场竞标减少电动汽车用户的充电成本。在此背景下,以电动汽车竞标行为会影响市场电价为前提,将其他竞标者的报价参数作为模糊变量,电动汽车行为视为随机变量,构造了电动汽车参与日前和实时电能市场的二层竞标策略模型,上层以充电成本最低为目标决策最优竞标策略,下层为日前和实时电能市场的出清模型。该竞标策略模型包含了随机和模糊两类不确定变量,属于随机模糊规划问题,采用基于不确定理论的方法求解。算例分析说明了模型及求解算法的有效性,其结果表明所提竞标策略能够有效降低电动汽车充电成本。

考虑峰谷电价的充电站运营商和电动汽车用户经济性研究2603-2608

摘要：以峰谷电价和电动汽车数量作为变量,建立了电动汽车用户群充电日负荷曲线的计算模型,计算了不同变量条件下的充电负荷,研究了峰谷电价和电动汽车数量对充电站运营商、电动汽车用户经济性的影响,得到了运营商利润和用户使用成本的计算公式。分析了充电设施利用率和峰谷电价对充电站运营商盈利能力的影响,发现运营商车桩比为7时,临界盈亏点的充电电价可以降低到1元左右;通过计算发现电动汽车用户购车和购电池费用比燃油汽车高8？10万元以内时（政府补贴后）,在使用年限内总费用比燃油汽车更经济。

分时充电价格下电动汽车有序充电引导策略2609-2615

摘要：研究了电动汽车分时充电价格的制定方法,提出了基于分时充电价格引导及储能系统的电动汽车有序充电引导策略,在降低运营商购电成本和用户充电费用的同时,实现智能电网中充电负荷的友好接入。首先,在电网分时电价的基础上,以充电站运营商购电成本最小为目标得到目标充电负荷曲线;而后,以引导后充电负荷与目标负荷偏差最小为目标并考虑用户响应程度,运用粒子群算法寻优得到充电峰平谷时段的划分结果和分时充电价格的最优解。用文中提出的有序充电引导策略对实际充电站典型负荷进行计算,验证了控制策略的有效性和可行性。

计及运营特性的电动汽车换电站时空双层调度2616-2622

摘要：为实现电力系统与电动汽车换电站运营系统的有机融合,在进行电网调度最优化的同时兼顾保障换电站运营,提出了将电动汽车换电站运营参数构建惩罚函数加入调度目标函数的模型。该模型采用双层时空解耦结构,上层模型以整体的方式实现换电站在时间尺度的多目标优化调度（包括负荷波动、峰谷差最小）,下层模型在空间尺度上合理分配各换电站充电计划来调节包含间歇性分布式电源的电网潮流分布,实现网损最小化,同时引入运营惩罚函数实现换电站运营状况对电网的反馈。之后,采用自适应变异粒子群算法对提出的双层系统进行迭代求解。最后在修改的IEEE 30节点算例中说明该调度模型的作用。

基于混合整数规划的电动公交车快速充电站有序充电策略2623-2629

摘要：以电动公交车快速充电站充电成本最小化为目标,以满足电动公交车充电需求和配电变压器不过载为约束条件,建立了快速充电站内电动公交车有序充电的数学模型。由常规的公交车时刻表和相关数据可模拟电动公交车的充电需求。为验证所提方法的有效性,对电动公交车快速充电站在有序充电和无序充电两种情形下的配电变压器负荷、充电站充电成本进行了仿真计算和分析。研究结果表明,相较无序充电方法,快速充电站通过自主响应电网分时电价,有序充电控制方法可显著降低充电站充电成本。所制定的充电计划具备较高的计算效率,并且充电过程连续,能最大限度降低有序充电启停充电机对充电机和电池的负面影响,适用在实际电动公交车快速充电站中应用。

“能源与电力供给侧改革关键技术”专题征稿启事2629-2629

摘要：中央财经领导小组第十一次会议上强调,在适度扩大总需求的同时,着力加强供给侧结构性改革,提高供给体系质量和效率。能源与电力是国民经济发展的源动力,关系重大。

含电动汽车与可控负荷的光伏智能小区两阶段优化调度2630-2637

摘要：考虑光伏预测、气温预测偏差对智能小区内电动汽车、可控负荷协同调度的影响,提出了日前协同规划与实时动态修正相结合的两阶段优化调度策略。首先,基于住宅区面积、可控负荷使用特性以及热力学定理建立可控负荷出力模型。其次,在日前调度中以电动汽车有序充电后的运营方收益最大为目标制定实时电价。再次,通过引入实时调度来修正由于日前预测所导致的供求不平衡量。在实时调度中以日前制定的实时电价为依据,优化电动汽车日前充电方案进而实现实时调度费用最小的目标。最后,对所提模型和算法进行了仿真验证,结果表明：文中所提出的两阶段优化调度策略能够降低智能小区协同调度成本,充分发挥电动汽车与可控负荷的调度潜能,提升运营方收益,降低用户费用,改善系统负荷特性。

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2638-2645

摘要：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。

电网技术杂志大规模交直流混联电网运行特性、风险及控制技术

特高压直流输电工程直流分压器动态特性及其引起的误闭锁机理研究2646-2653

摘要：为研究直流分压器暂态特性引发特高压直流误闭锁的机理,首先求取了直流分压器的传递函数。特别地,对其二次侧放电回路击穿后的暂态过程进行理论推导。分析表明,直流分压器二次侧放电回路击穿后即使一次侧直流电压维持不变,电压测量值也需经历一个百毫秒级的暂态过程,方能恢复正常水平。其次,针对某特高压直流因整流站直流分压器异常引发闭锁的实例进行分析,研究了特高压直流整流侧电压指令测量异常的工况下,控制保护系统各环节的响应特性,阐明了该工况下直流电压、电流异常降落的原因,揭示了直流误闭锁机理。第三,基于PSCAD/EMTDC的仿真验证了理论分析的正确性,进而有针对性地提出了反事故措施建议,并利用仿真结果验证了措施的有效性。最后,对逆变站直流分压器二次侧放电回路击穿后暂态特性的分析表明,逆变站直流分压器二次侧放电管击穿短路不会导致直流系统控制保护系统异常响应,甚至发生闭锁事故。

“电力市场”专题征稿启事2653-2653

摘要：2015年3月面世的《中共中央、国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发[2015]9号）（以下简称＂新电改9号文＂）以及随后陆续的系列配套文件,正式拉开了新时代中国电力改革的序幕。在《电力体制改革方案》（国发[2002]5号）取得阶段性成果的基础上,新电改9号文要求进一步全面深化电力改革,提高运行效率,引进竞争机制,建设电力市场。

UPFC接入对江苏特高压交直流混联电网的动态交互影响研究2654-2660

摘要：2015年底在江苏南京正式投运的中国首台统一潮流控制器（unified power flow controller,UPFC）采用矢量控制策略的模块化多电平换流器。已发表文献中多为关于传统相角控制型UPFC装置交互影响的分析研究,而对矢量控制UPFC与HVDC间的交互影响研究还不够深入。为深入了解UPFC接入对特高压交直流混联电网的影响,文章新建了矢量控制UPFC的非线性数学模型,基于分块化思想构造了包含HVDC系统与矢量控制UPFC的多机全系统开环线性化模型,应用相对增益矩阵（relative gain array,RGA）方法定量分析UPFC控制器、UPFC与HVDC系统间的交互影响强弱,并通过阶跃仿真验证RGA结论的正确性。此外,还通过对发电机功角的非线性仿真以及曲线的Prony分析结果,验证UPFC接入对江苏电网系统低频振荡阻尼特性的影响。

考虑经济性和环境因素的含VSC-HVDC交直流系统多目标最优潮流2661-2667

摘要：提出一种基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II）和逼近理想解排序（technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS）的含VSC-HVDC交直流系统多目标最优潮流算法,统一协调系统运行的经济性及环保要求等目标。首先,基于含VSC-HVDC交直流系统的稳态模型,建立了综合考虑网络损耗和环境因素的多目标最优潮流模型;然后,采用混合编码方式,通过NSGA-II得到帕累托最优解集;最后,采用TOPSIS法评估各决策方案的相对优劣,以帮助运行人员选取有效的折中解。基于IEEE 14节点系统和IEEE 118节点系统的算例结果验证了所提方法的有效性。

交直流混合系统中考虑安全约束的VSC-HVDC功率最优设置2668-2674

摘要：建立了基于电压源换流器的高压直流（voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC）输电系统的损耗模型,综合考虑了开关器件特性、有功/无功指令、换流变档位、交/直流系统电压等参数,适用于灵活的控制参数和多变的运行工况。在此基础上,建立了交直流混合系统中考虑安全约束的VSC-HVDC功率最优设置问题模型,并提出采用非线性规划软件LINGO（linear interactive and general optimizer）进行求解。以厦门双端柔性直流系统为算例验证了所提方法的正确性。计算结果表明,VSC-HVDC的功率指令同时影响着交直流系统的损耗水平和潮流分布,求得的最优设置方案取得了经济性和安全性间的平衡。

电网技术杂志可再生能源发电与综合消纳技术

基于交替方向乘子法的互联微电网系统分布式优化调度2675-2681

摘要：孤立微电网之间的互联问题得到了广泛关注,优化调度是保证互联微电网系统运行经济性的重要环节。文章提出一种基于交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers,ADMM）的互联微电网系统分布式优化调度方法。首先,对互联微电网系统优化调度的基本模型进行了说明;其次,介绍了各分布式电源的基本模型,建立面向实时优化调度的储能系统成本模型,将储能系统寿命损耗成本与放电功率之间的关系等效为二次型函数;然后,提出了基于ADMM的分布式优化调度模型及求解算法,在保证各微电网隐私的情况下,仅需提供＂期望交换功率＂,即可通过交互迭代实现互联系统的最优调度。最后,通过三微电网互联算例,分析了分布式优化调度的运行结果,验证了所提方法的有效性。

直流微电网中双向储能变换器的二次纹波电流抑制与不均衡控制策略2682-2688

摘要：交流负载大规模接入直流微电网会通过逆变器引入大量的2次纹波电流到直流母线上,进而通过双向储能变换器传导至储能系统侧,严重影响储能电池和电力电子器件的寿命。提出一种直流微电网中双向储能变换器的2次纹波电流抑制与不均衡控制策略,通过带通滤波器（band pass filter,BPF）在2倍基频处引入虚拟阻抗,以改善对2次纹波电流的不均衡控制;由于增加了双向储能变换器在2倍基频处的等效输出阻抗,2次纹波电流将大部分从滤波电容回流,使得2次纹波电流不能或者很少一部分可以传导至储能系统侧,可以有效避免2次纹波电流对储能电池的不利影响。仿真与实验结果都表明了该控制策略的有效性和合理性。

孤立微电网分布式二级功率优化控制2689-2697

摘要：针对传统下垂控制的功率分配精度易受线路阻抗影响的不足,提出一种孤立微电网分布式二级功率优化控制策略。各分布式电源的控制器构成一分布式稀疏通信网络,与邻居控制器交互电压、频率信息。在仅有邻居分布式电源信息的基础上,利用一致性算法得到全网的平均电压和频率,用于二级优化控制。通过优化下垂控制的电压和频率参考值,实现有功功率按照额定容量比例精确分配的目标,并且进行系统电压和频率的调节。由于不存在中心控制器,该策略可靠性较高。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略的有效性及优越性。