计及电动汽车的风-光-储微电网容量配置与经济调度研究

考虑车网互动的风-光-车-储微网容量配置方法*刘舒真1，崔昊杨1*，刘昊1，张明达2，孙益辉2，史晨豪3（1.上海电力大学电子与信息工程学院，上海200090；2.国网浙江宁波市奉化区供电有限公司，浙江宁波315500；3.上海电力大学电气工程学院，上海200090）随着化石能源的日益匮乏和环境的不断恶化，以风能和太阳能为代表的新能源具有绿色、清洁、可再生等优点而受到关注。

然而，高渗透率下的新能源出力的不确定性，也给电网运行带来新的挑战。

另一方面，“新基建”的建设给电动汽车（electric vehicle，EV）带来新的热潮，电动汽车规模化入网成为必然趋势。

特别地，以车网互动（vehicle to grid，V2G）模式接入电网后，电动汽车作为一种能量密集型移动储能单元，在平滑区域能量波动的同时提高可再生能源的接纳能力和利用效率。

因此，以风-光-车-储为能量单元的微电网系统的优化配置与管理，逐渐成为研究热点。

在风-光-车-储微电网的优化配置领域，文献[8]结合电动汽车与分布式电源的时空、时序特性，协同规划分布式电源与电动汽车充电站；文献[9-10]建立路径选择模型、耦合交通网与电力网，优化微电网容量配置方案。

以上文献均考虑分布式电源与电动汽车的协同规划，但忽略了对电动汽车充放电引导，所形成的规划方案存在容量浪费，投资额度大，回报周期长等问题。

另外一方面，已有研究或集中于对给定的微电网，研究电动汽车的充电引导策略。

文献[11-12]基于价格激励政策探究电动汽车摘要：以车网互动模式接入微电网后，电动汽车可与分布式电源在微电网内有机集成，促进二者的应用，有助于提高整体的运行能效。

因此，针对风-光-车-储微电网系统的电动汽车充电引导及微源容量优化问题，文章提出了一种考虑车网互动的风-光-车-储微电网容量配置方法。

首先建立了基于电价激励的电动汽车有序排队充放电模型，引导电动汽车充放电行为有序化；接着兼顾经济效益和联络线功率波动值，建立风-光-车-储微电网系统容量多目标优化模型；然后利用NSGA-II算法优化微源容量配置；最后通过不同场景下规划结果的对比，分析不同电动汽车调度策略对规划方案效益和联络线功率波动的影响。

新能源大基地风光火储控制系统研究朱　洁　刘孝鑫　于　佼　常雪剑　张海英（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司）摘　要：本文介绍了并网混合可再生电力系统（HRPS）的性能，它包含了风力涡轮机（WT）、光伏发电（PV），汽轮机（ST）和电池储能系统（ESS），用于支持卸载负载。

直流/直流（DC/ DC）转换器用于将风能、火力发电、光伏和储能系统连接在公共母线总线中。

直流母线的输出通过磁滞控制的三相电压源变换器与本地电网同步，以增加输出功率的连续性。

本文提出的HRPS在切换控制算法背景下工作的，通过基于最优转矩的最大功率点跟踪方法对风能进行控制，并将其作为主要能源来满足负载需求。

使用Matlab/Simulink创建了一个试验台，获得的各种结果显示了所提出的混合可再生电力系统在电网同步、电压和频率稳定性、电能质量和负载跟踪方面的优越性能。

关键词：风能；光伏；火力发电；储能系统；协调控制0　引言新能源基地混合能源控制系统是一种集成多种能源形式的系统，通过智能控制和优化算法，实现对不同能源的调度和协调管理，以提高能源的利用效率和系统的可靠性。

混合能源控制系统是未来能源系统发展的一种趋势，可以充分利用不同能源的特点，实现能源的高效利用和低碳排放。

混合能源控制系统的研究旨在通过智能化控制和优化算法，实现多种能源的协调管理和高效利用，以促进能源系统的可持续发展和能源利用的优化。

未来，随着科技的发展和能源领域的进步，混合能源控制系统将会发挥越来越重要的作用，为能源产业的发展和能源利用的改善提供技术支持和创新方案［1-3］。

本文设计了一个风光火储控制系统，解决新能源大基地多能源协调控制问题，提出基本算法、建立仿真平台，实现控制功能。

主要研究了混合可再生电力系统（HRPS）系统包含风能（WT）、火力发电（MT）、光伏（PV），电池储能（ESS），以及倾卸负荷的并网和离网，WT/MT/电池的混合发电可以提供最合适的选择，所提出的HRPS在切换控制和能量管理算法下运行。

风光储能在微电网中的控制策略发布时间：2023-02-21T09:11:48.975Z 来源：《科技新时代》2022年10月19期作者：余剑[导读] 储能装置在维持微电网稳定运行、提高电能质量以及调频调峰等方面发挥着巨大的作用。

微电网既可以与大电网实现并网运行，还能在检测大电网故障期间，断开与大电网连接，然后切换至独立运行模式。

余剑国网湖北省电力有限公司咸宁市供电公司湖北咸宁 437000摘要：储能装置在维持微电网稳定运行、提高电能质量以及调频调峰等方面发挥着巨大的作用。

微电网既可以与大电网实现并网运行，还能在检测大电网故障期间，断开与大电网连接，然后切换至独立运行模式。

微电网中，用到的分布式电源可作为再生能源，因其具备较强环保性，所以可促进能源循环利用。

关键词：风光储能；微电网；控制策略引言人类依靠能源而生存，国家依靠能源而强大。

随着社会发展与经济的快速增长，能源需求变得越来越紧迫，而这种趋势在未来还在持续增长。

传统的诸如煤炭、石油、天然气等化石能源随着人类的大量消耗正在逐渐枯竭，而且这些化石燃料的燃烧带来的环境污染、气候变暖、生态恶化等问题对人类的生存造成了威胁。

另一方面，与此相对的风能、太阳能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源，由于资富、清洁无污染，满足了人们日益增长的能源消费需求和建设环境友好型国家的迫切需要。

所以对可再生能源的大力利用与开发己经成为我国的一项重要发展战略。

1微电网运行方式微电网具备离网运行与并网运行特点，离网转并网、并网转离网等两种暂态运行方式。

微电网要在两种常态下稳定运行。

2风光储能在微电网中的控制策略2.1主从控制并离切换微电网应用主从控制策略在离网与并网模式中切换，为了确保系统稳定运行，主电源可以在PQ与V/f控制键顺利切换，便于实现微电网并、离网模式无缝衔接。

以控制器状态跟随微电网平滑切换控制法，但与此同时，还应切换控制器参数。

文章当中对微电网运行模式切换动态规律进行研究，然后优化切换控制器，便于减少切换中的暂态振荡。

储能系统在微电网中的优化配置与调度研究引言：随着可再生能源技术的快速发展和能源转型的推进，微电网系统作为灵活性相对较高的能源供应方式受到了广泛的关注。

在微电网系统中，储能系统的优化配置与调度是十分重要的任务，它可以有效地改善微电网的稳定性、降低能源成本、提高能源利用率并减少对传统能源的依赖。

本文将就储能系统在微电网中的优化配置与调度进行研究，探讨其在提高能源供应可靠性和经济性方面的潜力和价值。

一、储能系统的优化配置1.1 储能系统的作用和需求储能系统是微电网系统中的重要组成部分，可以将电能在可再生能源供应充足时存储起来，以备晚上或低风速等不可控因素导致供需不平衡时使用。

储能系统可以平衡微电网系统中的能量供需差异，提高能源利用率和能源供应可靠性。

1.2 储能系统的优化配置方法储能系统的优化配置是指在微电网中考虑各种因素的基础上，确定合适的储能容量、类型和位置。

优化配置的目标是在满足微电网系统能量需求的前提下，最大程度地提高能源利用率和经济性。

1.3 储能容量的确定确定储能系统的容量是储能系统优化配置的重要一环。

容量的确定需要考虑微电网系统的负荷预测、可再生能源供应预测、储能系统的充放电效率和成本等因素。

合理的储能容量可以充分平衡供需差异，提高系统的可靠性和效益。

1.4 储能类型的选择根据微电网的需求和特点，选择合适的储能技术和设备是优化配置过程中的另一个重要环节。

目前常用的储能技术包括锂离子电池、钠硫电池、超级电容器等。

不同类型的储能设备具有不同的充放电效率、寿命、成本和容量等特性，要根据具体情况进行选择。

1.5 储能位置的确定储能系统的位置决定了其对微电网系统的影响。

根据微电网的结构和负荷需求，选择合适的位置来安置储能设备是优化配置过程的最后一步。

二、储能系统的调度优化2.1 储能系统的调度策略储能系统的调度策略是指根据实时的电力市场价格、负荷需求和可再生能源供应等因素，合理地进行储能系统的充放电调度，以提高系统能源利用率和经济性。

何兆蓉（１９９９—），女，研究方向为智能电网信息工程。

高逸云（２０００—），女，研究方向为电力系统及其自动化。

黄瀚霆（２０００—），男，研究方向为自动化。

基金项目：江苏省重点研发计划（ＢＥ２０１９０１８）基于电网分时电价机制考虑电动汽车灵活充电的微电网能量管理何兆蓉，　高逸云，　黄瀚霆，　刘　钊（南京理工大学自动化学院，江苏南京　２１００９４）摘　要：随着新能源电动汽车的不断普及和推广，在电动汽车灵活接入电网情况下，保证电网功率波动更平滑成为目前要面对的重要问题之一。

以电网运行成本最低为目标，以风力，光伏等多种发电方式为对象，微电网能量管理系统通过考虑电网分时电价及合理储能的特性，综合考虑普通负荷和电动汽车负荷的微电网能量管理系统建立模型。

分别在正常天气和阴雨、无风等特殊天气的情况下，运用不同的微电网运行策略，结合上海地区每年的降水日数与晴朗日数比进行仿真。

结果表明，所建模型不仅可以降低电网运行成本，而且可以减少电力资源的浪费。

关键词：微电网；分布式电源；分时电价；能量优化管理；电动汽车中图分类号：ＴＭ７３２　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５ ８１８８（２０２２）０５ ００６５ ０６ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２２．０５．０１０ＭｉｃｒｏｇｒｉｄＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＦｌｅｘｉｂｌｅＣｈａｒｇｉｎｇｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｓＢａｓｅｄｏｎＧｒｉｄＴｉｍｅ ｏｆ ＵｓｅＰｒｉｃｅＭｅｃｈａｎｉｓｍＨＥＺｈａｏｒｏｎｇ，　ＧＡＯＹｉｙｕｎ，　ＨＵＡＮＧＨａｎｔｉｎｇ，　ＬＩＵＺｈａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｅｎｓｕｒｉｎｇｓｍｏｏｔｈｅｒｇｒｉｄｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｈａｓｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｓｓｕｅｓｔｏｂｅｆａｃｅｄａｔｐｒｅｓｅｎｔｗｈｅｎｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓａｒｅｆｌｅｘｉｂｌｙｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｇｒｉｄ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｌｏｗｅｓｔｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｓｔａｎｄｔａｋｅｉｎｇｗｉｎｄ，ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｎｄｏｔｈｅｒｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｅｎｅｒｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｇｒｉｄｔｉｍｅ ｏｆ ｕｓｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｐｒｉｃｅａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ，ａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｌｏａｄｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｌｏａｄｓ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｎｏｒｍａｌｗｅａｔｈｅｒａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｗｅａｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｒａｉｎｙａｎｄｗｉｎｄｌｅｓｓ，ｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄａｙｓｔｏｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｕｎｎｙｄａｙｓｉｎＳｈａｎｇｈａｉｅａｃｈｙｅａｒ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｎｏｔｏｎｌｙｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆｐｏｗｅｒｇｒｉｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｗａｓｔｅｏｆｐｏｗｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｏｗｅｒ；ｔｉｍｅ ｏｆ ｕｓｅｐｒｉｃｅ；ｅｎｅｒｇｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｃａｒ０　引　言随着分布式能源的多样化不断增加，电动汽车的推广普及，更经济更环保的发电及电动汽车灵活充电成为人们不断追求的目标之一［１ ２］。

计及电动汽车的并网运行微电网容量优化配置吴新华;赵兴勇;贾燕冰;陈浩宇;赵钰彬【摘要】配置光伏、风机、储能等微电源的容量是微电网设计规划阶段的主要任务.针对电动汽车大规模接入后的并网型微电网优化配置,以经济性为目标,提出了一种并网型微电网的商业运营模式.结合电动汽车不同的管理模式,设计了一种分级式能量调度策略.在此基础上建立了综合考虑微电网经济性和可靠性的风/光/储容量优化配置模型,采用带有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解.通过算例分析,得出电动汽车不同管理模式下的微电源容量配置结果.对比两种结果,得出考虑有序充放电的电动汽车入网,减少了微电网的储能配置,降低了微电网整体的投资效益,提高了微电网用户的利益与供电可靠性.%In design and planning stage of micro-grid the primary mission is to allocate the capacities of PV power system,wind power system and energy storage system.Aiming at the optimal configuration of grid-connected microgrid after the large-scale access of electric motorcar,a commercial operation mode of grid-connected microgrid was proposed with economy as the goal.According to the different management modes of electric vehicles,a hierarchical energy scheduling strategy was designed.On this basis,an optimal model for capacity allocation of wind power/PV power/storage systems was established in consideration of the economy and reliability of the microgrid and it was solved by the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-Ⅱ) with elite strategy.The allocation results of micro-power capacity in different management modes of electric vehicles were obtainedthrough numerical example analysis.In comparison of the tworesults,it can be concluded that the electric vehicles with ordered charge and discharge network can reduce the energy storage allocation of the microgrid,reduce the overall investment benefit of the microgrid,and improve the users' benefits in the microgrid and power distribution reliability.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】4页(P36-39)【关键词】微电网;电动汽车;容量配置;多目标优化;非支配排序遗传算法【作者】吴新华;赵兴勇;贾燕冰;陈浩宇;赵钰彬【作者单位】山西大学电力工程系,山西太原030013;山西大学电力工程系,山西太原030013;太原理工大学,山西太原030013;山西大学电力工程系,山西太原030013;山西大学电力工程系,山西太原030013【正文语种】中文【中图分类】TM730 引言微电网中光伏、风机等新能源具有输出功率不确定的特性，要使得微电网能够安全稳定运行，合理协调配置风光储的容量成了微电网规划阶段主要问题之一。

考虑电动汽车响应的光储微电网储能优化配置概述作者：钱霄杰来源：《科学与信息化》2020年第26期摘要鉴于化石能源污染日益严重，电动汽车受到其节能效果的影响。

近年来，电动汽车的数量每年迅速增加，电动汽车充电不当可能对电网产生负面影响，导致停电等，甚至对电力系统的安全运行造成很大的安全风险。

关键词汽车响应;光储微电网;优化配置1 现状电动汽车（electricvehicles，EV）电池具有响应速度快、调节迅速等优点，可为电网调频辅助服务提供有利条件。

通过电动汽车与电网互动（vehicletogrid，V2G），将处于停驶状态的电动汽车作为分布式可移动储能单元，通过合理的控制，实现与电网能量和信息的双向交互。

电动汽车不但可以从电网中获取能量，而且能在满足用户出行条件下，将剩余可控能量回馈到电网，为系统提供辅助服务。

相对于电动汽车单向有序充电研究，电动汽车参与AGC是基于V2G框架的能量流双向管理。

考虑储能资源快速响应的特点，提出了储能系统参与AGC 的策略。

根据电动汽车快速响应特性和能量约束条件，提出按电动汽车电池荷电状态比例分配调节功率的AGC策略。

考虑电动汽车用户期望和随机调度，提出一种电动汽车参与AGC的调度策略。

提出了一种基于调频容量和期望V2G功率的调频控制策略，满足电动汽车充电和电网调节需求。

然而，这些研究是基于区域互联的等效电力系统模型，未涉及系统网络模型，因而无法讨论电动汽车参与AGC对系统网络损耗的影响[1]。

2 电动汽车参与AGC框架电力系统保持供需瞬时平衡是维持系统稳定运行的关键。

由于负荷的随机扰动，加上间歇性可再生能源并网，导致电力系统供需匹配变得更加困难，因而传统机组因调节缓慢难以满足调节需求。

电动汽车作为一种新型的储能单元，可参与AGC控制，削减传统发电机组的调节压力。

电动汽车将实时充放电功率、荷电状态（State Of Charge，SOC）等信息上传至所在节点EV集群控制中心;各节点集群控制中心整合所管辖电动汽车，计算总的可调容量，并上传至调度中心。