计及电动汽车的并网运行微电网容量优化配置

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。

含分布式新能源的微电网实验系统建设及应用赵兴勇【摘要】微电网是高效利用分布式新能源、降低网损、提高能源利用率的有效手段之一,是智能配电网的重要组成部分.本文构建了一个由小型风力发电系统、光伏阵列、蓄电池组及控制系统组成的小型微电网试验平台.开展分布式新能源发电、新型配电网运行与控制、继电保护、自动控制等方面的实验,解决了无法对新型配电网进行现场试验的难题.增强了学生实际动手能力,同时也提升了教师科研、教学能力,有力支持了我校电气工程及自动化特色专业的建设.所提建设方案对于研究及推广新能源微电网具有积极的理论意义及实践价值.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2018(019)005【总页数】6页(P33-38)【关键词】微电网;结构设计;分布式发电;试验系统【作者】赵兴勇【作者单位】山西大学电力工程系,太原 030013【正文语种】中文智能微电网集信息技术、新能源技术、分布式发电技术等为一体，以专业智慧构建节能高效、绿色环保、安全可靠的电力系统，助力国家坚强智能电网的建设和发展。

微电网作为智能电网重要的组成部分，对新能源推广、节能降耗、降低炭排放具有重要意义[1-2,6]。

我校电气工程专业类依托我省电力行业快速发展和壮大，有着明显的行业背景与特色。

在山西乃至全国电力行业，有着不可替代的作用。

电力系统是现代化技术集成最高的行业之一，对学生知识、技能的要求不断提高。

微电网是电力系统未来的发展方向之一，其是以分布式电源为基础的小型模块化、分散式的供能网络，是发挥分布式发电效益的有效途径。

它不仅能提高供电质量和可靠性，而且能减轻环境和能源压力，还可以为大电网黑起动提供后备电源，是大电网的有力补充，更是智能电网的重要组成部分。

微电网的最大优势是提高了电力系统面临突发灾难时的抗灾能力。

大电网中超大型电站与微电网中分散微型电站的结合，可以减少电力输送距离、降低输电线路的投资和电力系统的运营成本，削峰填谷，降低电网损耗，降低电价。

《微电网运行策略及优化方法研究》篇一一、引言随着社会对可再生能源的依赖性日益增强，微电网作为一种新型的能源供应模式，其运行策略及优化方法的研究显得尤为重要。

微电网能够整合分布式能源资源，如风能、太阳能等，并通过智能控制技术实现能源的高效利用和供应。

本文将针对微电网的运行策略及优化方法进行深入研究，旨在为微电网的可持续发展提供理论支持和实践指导。

二、微电网的基本概念及组成微电网是指通过先进的电力电子技术，将分布式能源、储能系统、负荷等有机结合，形成一个能够自我控制、管理和优化的独立电力系统。

其基本组成包括分布式发电系统、储能装置、能量转换装置以及监控管理系统等。

三、微电网的运行策略1. 能源调度策略：根据微电网内各分布式电源的出力特性及负荷需求，制定合理的能源调度策略。

通过实时监测各电源的出力情况及负荷需求，进行动态调整，确保微电网的稳定运行。

2. 优化配置策略：根据微电网的实际情况，制定合理的设备配置方案，包括分布式电源、储能系统等。

同时，结合经济性、环保性等因素，进行设备选型和配置优化。

3. 保护控制策略：为确保微电网的安全稳定运行，制定完善的保护控制策略。

包括故障诊断、隔离及恢复供电等措施，确保在发生故障时能够及时处理，降低损失。

四、微电网的优化方法1. 能量管理优化：通过引入智能控制技术，实现微电网内能量的优化管理。

包括需求响应、能量预测、储能系统的调度等，以提高能源利用效率。

2. 分布式电源的优化：针对不同分布式电源的特性，制定相应的优化措施。

如通过优化风力发电和光伏发电的并网运行策略，提高其发电效率。

3. 通信网络的优化：通过建立高效稳定的通信网络，实现微电网内各设备之间的信息共享和协同控制。

这有助于提高微电网的运行效率和管理水平。

五、实例分析以某地区微电网为例，通过引入先进的能量管理技术和优化方法，实现了微电网的高效运行和能源的充分利用。

具体措施包括：建立完善的能量管理系统，实现需求响应和能量预测；优化风力发电和光伏发电的并网运行策略；建立高效稳定的通信网络，实现各设备之间的信息共享和协同控制等。

新型配电系统优化规划与运行控制摘要：新型电力系统是落实国家“双碳”和“能源绿色转型”战略目标的根本举措，而新型配电系统是建设新型电力系统的重要环节。

随着风光可再生能源、电动汽车等新型源荷大规模接入配电网，一方面配电网结构形态正逐步由交流网络向交直流混合网络转化，配电网功能形态正逐步由电力传输分配向各类能源平衡配置转化，高比例可再生能源、电力电子化、多元互动、多能耦合特征凸显；另一方面，由于风光可再生能源高度的不确定性，导致配电网功率波动、电压越限、设备重过载等供电质量问题日益突出。

新型配电系统的优化规划与运行控制面临新问题和严峻挑战。

关键词：新型配电系统；优化规划；运行控制引言随着我国以新能源为主体的新型电力系统建设进程的不断加速，高比例分布式新能源规模化接入、电能替代加速、负荷互动增强、交直流配电兴起、电力电子装备快速发展，均使得配电网在新型电力系统中面临的形势和承担的任务发生明显变化，配电系统不但在组成元素、拓扑结构、运行方式等方面将进一步复杂化，而且在电源结构、用电方式、规划运行体系方面也将发生革命性的变化，仅依靠传统配电网的网架结构以及源荷接入方式将难以适应未来新型电力系统的发展要求。

因此，推动配电系统构建全新的网络架构，促进源荷单向供给向“源荷互动”转变，充分发挥新型配电系统在“源网荷储”协调互济的优势，是应对电力系统面临的新挑战的重要措施。

1电力配电自动化及配电管理的概述配电自动化与管理措施一般能够分为几大类，其中，配电自动化管理是一种告别传统手工控制方式的智能化管理，是通过利用先进的技术和装备建立一套完整的网络化管理系统的办法，对电网的运行情况进行综合管理，同时它所收集到的数据也更具代表性和权威性，基于收集到的数据能够对配电系统进行自动化调整，从而有效地提高了电网的运行效率。

配电自动化管理系统主要包括运输设备、电站、变电站、配电站等，其中主站系统主要由几个前置服务器和一个主设备构成，在配电网发生故障或异常时，该系统可以作为主设备，不会对配电系统的运行造成任何的影响，而且可以节约大量的人力、物力，确保系统安全、高效的运行。

基于V2G技术的微电网调频控制策略研究周萌; 吴思聪【期刊名称】《《东北电力技术》》【年(卷),期】2019(040)009【总页数】4页(P23-26)【关键词】电动汽车; 调频; 微电网; 控制策略【作者】周萌; 吴思聪【作者单位】三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌 443002; 国网赤壁市供电公司湖北咸宁 437300【正文语种】中文【中图分类】U469.72随着化石能源逐年消耗，燃油汽车逐渐向电动汽车发展，短时间内大量并网的电动汽车急剧增加了电网负荷，给电网安全运行带来了极大挑战[1]。

合理调配电动汽车并网，不仅能够减少对电力系统的负荷冲击，而且还可以提高电力安全性和经济性。

V2G就是架起智能电网与电动汽车之间的桥梁，通过利用闲置电动汽车并网促进两者之间相互协调[2-3]。

根据各个充电站的功能配置不同，拥有V2G技术的充电站可以实现电网调峰。

即通过存储在非工作状态电动车中的过剩电能，在电力系统用电负荷较高情况下对电网反送电，依次来降低电网负荷，平衡电网[4-7]。

大型区域互联系统是未来电网的发展趋势，通过将大型区域互联系统分解成许多个微电网系统，来缓解电网受到的大扰动。

微电网的频率主要有两种：并网状态下由配电网提供;处于孤岛状态则是由逆变器进行负荷分配。

本文研究如何利用电动汽车快速响应的特点来把控参与电网调频的方式，以达到微电网运行的最优效果。

1 V2G技术概念及应用分析1.1 V2G技术概念电动汽车—电网互动技术(Vehicle to Grid，V2G)概念是1995年由Amory Letendre首次提出，后来，美国威尔开普敦教授在此基础上进行了进一步研究和总结。

V2G技术通常被称为电动汽车并网技术，集成了电池管理、通信等一系列技术，例如调度和需求侧管理，通常用于控制电动汽车的充电和放电。

配备有V2G技术的电动车辆可以用作能量存储电源，以向电力系统或分布式能量存储装置的可控负载供电。

未来智能配电网关键技术的研究【摘要】2010年《中共中央关于制定十二五规划的建议》中明确提出要加强电网建设，发展智能电网，可以预见，未来五年必然是智能电网飞速发展的重要时期。

智能配电网是智能电网的重要组成部分，是智能电网最贴近用户、最有利于向社会展示智能电网建设成果的领域，理应得到重点发展。

本文通过分析智能配电网关键技术，针对智能配电网的高级配电网自动化领域、电能质量监测与治理领域、分布式电源及储能系统接入领域、高级用电计量系统领域、智能小区/楼宇领域、电动汽车充换电领域、智能配电网通信网络领域七大领域展开技术研究，提出了未来智能配电网的支撑体系技术方案，并展望了智能配电网的应用前景。

【关键词】智能配电网高级配网自动化电能质量分布式电源用电计量智能小区电动汽车1 引言在全球节能减排、能源安全的巨大挑战下，智能电网已成为世界电网发展的新趋势。

面对新形势、新挑战，我国智能电网建设更是上升至国家战略层面，2010年《中共中央关于制定十二五规划的建议》中明确提出要加强电网建设，发展智能电网。

可以预见，未来五年必然是智能电网飞速发展的重要时期。

智能配电网是智能电网的重要组成部分，是智能电网最贴近用户、最有利于向社会展示智能电网建设成果的领域，理应得到重点发展。

本文通过分析智能配电网关键技术，针对智能配电网的高级配电网自动化领域、电能质量监测与治理领域、分布式电源及储能系统接入领域、高级用电计量系统领域、智能小区/楼宇领域、电动汽车充换电领域、智能配电网通信网络领域七大领域展开技术研究，提出了未来智能配电网的支撑体系技术方案，并展望智能配电网的应用前景。

2 智能配电网技术实现方案2.1 智能配电网总体架构智能配电网具有灵活的需求侧管理和用户驱动的增值服务市场，是协调当地能源管理包括清洁能源接入、电动汽车充电站使用以及各种能量存储与试点区域用户互动的完全整合。

根据高级配电自动化、优质电力园区、分布式电源/微网接入、高级计量系统、智能小区/楼宇/家居、电动汽车充电设施等6项重点工程各自不同的特点和要求智能配电网试点建设规划设计了“5个应用系统+智能配电网通信网络”的总体架构。

应用同步逆变器的含电动汽车微电网一次调频策略张钦臻，朱鹏鹏（上海电力大学电子与信息工程学院，上海201306）随着非可再生能源的消耗，全球范围内能源危机和环境污染问题日益加剧，越来越多清洁、可再生的新能源和储能装置在电力系统中广泛应用，推动了分布式发电技术和微电网的发展。

但可再生能源分布式发电的出力受环境因素的影响，具有很强的间歇性、随机性和不连续性。

为辅助微电网更好的消纳可再生能源，需配备充足的储能单元，维持系统的稳定性。

近几年来，随着电动汽车的普及，电动汽车接入微电网时可作备用储能单元，参与到微电网的控制与运行中，降低了微电网建设和运营成本，也能通过“峰-谷电价”给电动车用户带来一定的经济收益[1]。

但大量的电动汽车通过电力电子设备接入微电网，加剧了微电网的电压、频率跌落水平[2]。

如何协调控制能量在微电网与电动汽车间的双向流动，为微电网提供必要的功率补充，维持系统的稳定，成为当前研究的热点。

虚拟同步机（virtual synchronous generator，VSG）技术[3]，是将同步机的数学模型引入到AC/DC变流器的控制中，模拟了传统同步发电机的阻尼、惯性等特性。

其中电压型控制的VSG成为目前研究的主流。

文献[4]利用传统同步机的数学模型及其外特性设计了阻尼参数、虚拟惯量等，提出了同步逆变器的概念，使其能很好的模拟传统同步电机的有功-下垂特性及阻尼特性。

文献[5]基于同步逆变器设计了微电网的调频策略，实现了具有调频功能的分布式发电单元对微电网频率的调节，但未引入电动汽车作为储能单元参与微电网的频率调整。

本文提出了一种应用同步逆变器技术的一次调频策略，在孤岛模式下通过切换同步逆变器的工作方式可使其主动参与微电网的一次调频控制，同时为微电网提供阻尼、惯量的支撑。

当多台电动汽车响应微电网一次调频时，可根据所接同步逆变器的阻尼系数实现缺额功率的自动分配，提升系统稳定性的同时，方便了电动汽车充电单元的扩展。

智能电网中的微电网规划与运行控制策略在智能电网的框架下，微电网的规划和运行控制策略是一个关键性的问题。

微电网是指由多种电力资源组成的小型独立电网，可以实现与主电网的连接和断开，并能够自主运行及管理电力需求。

它的出现不仅可以提高电力系统的可靠性和可持续性，还可以更好地适应规模较小的用户需求。

下面将从规划和运行控制两个方面来探讨微电网的发展。

首先，对于微电网的规划是至关重要的。

要确保微电网能够满足用户的需求，需要充分考虑电力资源的配置、系统容量以及其与主电网的连接方式等因素。

首先，电力资源的配置是微电网规划的核心。

光伏发电、风力发电和储能等新型能源技术可以将可再生能源转化为电能，因此在微电网中的应用具有很大潜力。

此外，传统的燃煤、燃气等发电方式也可以作为备用电源。

通过合理配置各种电力资源，可以最大程度地满足微电网的电力需求。

其次，系统容量的规划也是微电网规划中的一个重要环节。

系统容量的规划需要考虑到用户的负荷需求以及电力资源的稳定供应能力。

为了更准确地估计用户的负荷需求，可以采用数据分析技术，根据历史用电数据和负荷特征进行预测。

同时，为了将电力资源供应与用电负荷相匹配，还需要合理规划储能设备的容量。

另外，微电网与主电网的连接方式对于规划也有重要影响。

微电网可以选择与主电网并网运行或者独立运行。

与主电网并网可以实现电力资源的互补和应对突发负荷的能力增强；独立运行可以提高微电网的自主性和可靠性。

因此，根据不同的地理位置、应用场景和经济条件等因素，选择合适的连接方式对于微电网的规划至关重要。

其次，微电网的运行控制策略也是实现其高效运行的关键。

微电网的运行控制策略需要确保电力资源的优化配置、能源管理的智能化以及系统运行的稳定性。

首先，电力资源的优化配置是微电网运行控制策略的基础。

通过分析短期的用电需求和可再生能源的产生情况，可以确定电力资源的调度策略。

例如，在光照强度较高的时段增加光伏发电的输出，或在风力较大的时段增加风力发电的产生，以最大化可再生能源的利用效率。