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特約主編寄語

2022-11-26 01:32文福拴,胡俊杰,向月
電力自動化設備 2022年10期
關鍵詞:充電站副教授配電網

近年來,利用電動汽車車載電池儲能參與系統調頻、調峰、備用、調壓、黑啟動等輔助服務,進而提升電力系統消納間歇性可再生能源發電的能力等方面在國內外學術界和工業界受到了廣泛關注。2020 年10月,國務院辦公廳印發了《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035 年)》,明確了我國新能源汽車的發展目標,并指出要推動新能源汽車與能源、交通、信息全面深度融合,即實現電動汽車與能源互聯網的深度融合。電動汽車與能源互聯網融合發展可促進能源轉型和新型電力系統建設,進而推進“雙碳”目標的實現。近年來,學術界和工業界在電動汽車與能源互聯網融合發展方面做了不少研究工作,提出了研究框架、實現路徑,研究了相關理論、方法和技術問題,取得了明顯的進展。

為展示國內外在該領域的研究進展和發展趨勢,交流學術和技術成果,《電力自動化設備》編輯部特邀我們共同組織“電動汽車與能源互聯網融合發展的核心理論與關鍵技術”專輯。本專輯收到來自學術界和工業界的百余篇飽含真知灼見的投稿,經過嚴格評審,最終共收錄34 篇論文,涵蓋電動汽車與能源互聯網融合的商業模式與市場機制、互動實現、運行規劃等方面的內容。

◆電動汽車與能源互聯網融合的商業模式與市場機制

華北電力大學李永剛教授等提出了一種考慮新增電動汽車充放電中斷風險的聚合商調頻輔助服務投標策略,其中充分考慮了聚合商控制度與用戶滿意度之間的關系;華北電力大學劉敦楠教授等提出了一種基于智能合約的電動汽車充電服務費自適應調整機制,從購售電雙方收益及引導負荷需求兩方面對充電服務費進行優化,可提升引導負荷的能力并兼顧交易雙方的利益;上海電力大學王華昕副教授等提出了一種計及用戶貢獻度的電動汽車主從博弈差異化充電套餐策略,可有效提高電動汽車聚合商的營業利潤以及降低用戶的充電成本;華南理工大學張勇軍教授等針對電動汽車大規模接入導致的配電網支路過載問題,提出了電動汽車需求響應潛力模糊評估方法與實時調控優化模型;華南理工大學楊蘋教授等基于南方電力現貨市場系列試點規則,考慮現貨電能量、調頻輔助服務、多階段需求響應等交易品種,建立了電動汽車充換電站的調控模型,設計了日前-日內-實時多階段優化調控策略;國網經濟技術研究院有限公司吳界辰博士、易海瓊教授級高級工程師等建立了含分布式儲能、電動汽車、光伏的聚合商優化運行模型,提出了協調優化聚合商發用電計劃與預留備用容量計劃以確定配電網節點電價的迭代方法,可有效緩解支路雙向過載問題的嚴重程度。

◆電動汽車與能源互聯網互動的機制與實現方法

武漢大學龔慶武教授等提出了一種考慮電動汽車用戶意愿的滾動優化調度策略,可提升電動汽車充放電的整體效益以及降低配電系統的網損和負荷方差;華南理工大學張勇軍教授等針對大規模電動公交車充電負荷接入電網導致負荷峰值攀升、電網安全性和經濟性下降問題,提出了一種考慮響應程度反饋和晝夜充電分布的雙階段充電響應模型;國網浙江省電力有限公司劉煒博士等提出了一種高級量測體系數據驅動的電動汽車充電設施計量運行誤差的狀態評估方法,可實現電動汽車充電設施計量性能的在線監測與異常預警;南京郵電大學竇春霞教授等針對虛擬電廠因分布式電源出力的間隙性以及規?;妱悠嚐o序充電行為導致的功率波動問題,將信息間隙決策理論與動態分時電價模型相結合,提出了一種計及柔性負荷靈活性的雙層經濟調度策略;東北電力大學王鶴教授等提出了一種充分考慮不同車型電動汽車時空特性及車主出行時間便利性的電動汽車有序充放電策略,可在降低車主充電成本、提高充電站收益的同時提升充電樁的利用率,有助于削峰填谷;上海工程技術大學陳蓓副教授等提出了以電動汽車充電站日運營成本最小化為目標的能量管理策略,其中考慮了分時電價和電動汽車用戶充電行為的不確定性。

◆電動汽車與能源互聯網融合驅動的“能源-交通-信息-社會”融合系統

天津大學王守相教授等針對當前充電設施數量與電動汽車規模不匹配、布局不合理等普遍性問題,考慮規劃時序和交通網的需求,提出了一種考慮交通網與配電網耦合的電動汽車充電設施多階段規劃方法;華北電力大學曹昉副教授等提出了一種基于交通路網動態模型下電動汽車路徑模擬的快速充電站容量配置模型,兼顧了快速充電站和用戶的利益;河海大學傅質馨副教授、朱俊澎副教授、袁越教授等提出了一種考慮平抑負荷波動和提高儲能利用率的兩階段日前優化策略,對典型換電模式下電動出租車電池的充電計劃進行優化,并對儲能的利用效果做了量化分析;山東理工大學彭克副教授等針對大量電動汽車集中充電導致的電網電能質量下降、路網道路擁堵和充電站內充電樁未能充分利用的問題,綜合考慮了路網、充電站和配電網的實時運行狀態,提出了基于第三代前景理論的充電引導策略。

◆氫/光/儲/天然氣多能源充(換)電站與充(換)電服務網絡的規劃與運行

華北電力大學栗然教授等針對傳統的基于換電需求預測值的電力系統調度策略在實際應用中面臨的難以適應動態干擾因素、預測誤差累積等問題,提出了一種基于帶基線的蒙特卡羅策略梯度強化學習的換電站實時調度策略,用于優化換電站的充放電策略以及響應電池數量;華北電力大學侯思祖教授等針對已有電動汽車換電模式忽視庫存電池數量對換電站運行影響的問題,提出了一種考慮庫存電池的光儲換電站優化充電策略;天津大學葛少云教授、劉洪教授等針對目前電動公交車充換電站規劃過程中未充分考慮建設方案的過渡過程、運行策略與規劃的交互影響、退役動力電池的充分利用等問題,提出了一種內嵌多時間尺度運行優化與動力電池梯次利用的光儲充換電站多階段規劃方法;東北電力大學肖白教授等針對電動汽車充電站的最佳數量、站址以及容量難以確定的問題,提出了在給定備選充電站站址情況下含不同容量充電樁的電動汽車充電站選址定容優化方法;四川大學向月副教授、劉俊勇教授等針對城市天然氣管網壓力能利用率低以及“集中充電,統一配送”模式下的換電池調度問題,提出了一種考慮天然氣管網壓力能發電的換電池集中充電-配送優化策略;華南理工大學劉希喆副研究員等針對光儲充電站在電動汽車負荷與光伏出力強隨機性下的經濟運行問題,提出了基于變分模態分解與門控循環單元神經網絡和模型預測控制的光儲充電站日前-日內兩階段優化調度模型。

◆電動汽車與能源互聯網融合支持的新型電力系統規劃與運行策略

北京交通大學蘇粟教授等針對含電動汽車和分布式光伏的主動配電網,提出了一種基于機會約束規劃的能量管理方法,支持了主動配電網的靈活運行;華北電力大學劉敦楠教授等在曲線追蹤交易市場建設的基礎上,建立了考慮儲能備用的電動汽車聚合負荷連續追蹤棄風曲線模型,提高了風電曲線的追蹤精度,減小了聚合成本;福州大學朱振山副教授、溫步瀛教授等提出了一種含分布式能源、智能軟開關和電動汽車有序接入的配電網重構策略,可在提升配電網運行經濟性的同時改善配電網的電壓質量;西安交通大學肖國春教授等提出了一種基于虛擬電阻的電動汽車負荷虛擬同步機調頻性能優化策略,充分發揮了負荷虛擬同步機的網荷互動能力;福州大學張亞超副教授、謝仕煒副研究員等提出了一種計及源-荷側雙重不確定性的交直流混合配電網有功功率和無功功率的分布式協同優化方法,降低了網絡損耗并均衡了節點電壓,可規避規?;妱悠嚦潆娯摵山尤雽е碌碾妷涸较揎L險;華北電力大學艾欣教授、胡俊杰副教授等考慮電動汽車在不同建筑物之間的移動性及其與多建筑物之間的功率交互能力,提出了一種基于電動汽車移動儲能共享特性的兩階段智能樓宇群能量管理方法,促進了不同類型的能源互補,提升了樓宇群的運行經濟性和消納可再生能源發電的水平;福建工程學院張程副教授等針對多利益主體綜合能源系統與電動汽車之間的調度問題,提出了一種考慮風光不確定性與電動汽車的綜合能源系統雙層模型的優化調度策略,提高了能源利用率與電動汽車的調度靈活性,降低了利益相關者的運行成本與系統的碳排放量;武漢大學孫元章教授、楊軍教授等針對電動汽車用戶用能行為不確定性大、非完全理性的問題,提出了一種模型-數據混合驅動的電動汽車集群可調度潛力計算方法。

◆提升電動汽車與能源互聯網融合的數據科學與人工智能技術

北京交通大學蘇粟教授等針對現有充電站的規劃布局沒有充分考慮電動汽車動態充電需求分布和用戶充電排隊問題的不足,提出了一種基于全球定位系統軌跡挖掘的電動出租車充電站規劃方法;福建船政交通職業學院詹華副教授、福州大學江昌旭副教授等針對電動汽車充電目的地優化和充電路徑規劃問題,建立了考慮多種不確定因素的電動汽車充電引導雙層優化模型,提出了一種基于分層增強深度Q 網絡強化學習的電動汽車充電引導方法;四川大學向月副教授等基于城市出租車的運行軌跡數據以及出租車進入停車場的時序性、停車場的當前充電負荷水平,對針對電動出租車集群的充電樁進行選址定容規劃。

◆電動汽車與能源互聯網融合發展的典型案例、示范工程與實踐經驗

中國電力科學研究院有限公司北京市電動汽車充換電工程技術中心趙軒等介紹了電動汽車與電網雙向智能互動的基本概念和發展情況,闡釋了車網互動的典型應用場景、能量優化管理策略和通信協議標準現狀,對比總結了國內外示范項目的特點、經驗和局限性,并針對目前國內試點項目的局限性,從理論研究、商業模式、市場機制等方面給出了我國車網互動技術未來發展的建議。

需要指出的是,電動汽車與能源互聯網的融合具有廣闊發展前景,現有的研究還比較初步,在研究的深度和廣度方面仍有很大的空間。目前,很多國家正在低碳電力能源轉型與變革中摸索前進?,F有學術研究和工程經驗難免有局限之處,期望廣大讀者能夠從本專輯獲得啟發,在思維碰撞中共同推動電動汽車與能源互聯網融合發展。由于篇幅、主題以及稿件處理周期的限制,部分高水平投稿論文未能涵蓋于本專輯中,希望能夠得到所有為本專輯撰稿的作者和廣大讀者的理解。

衷心感謝各位專家學者對本專輯的大力支持,感謝《電力自動化設備》編輯部為本專輯的選題、策劃、組織和出版所做的大量工作,感謝本專輯的各位評審專家的客觀、公正評審。最后,希望電動汽車與能源互聯網融合發展領域的研究能引起更廣泛的關注和討論。

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