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集群电动汽车充电行为的深度强化学习优化方法

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电网技术 2021年第6期45卷 2319-2327页

作者：赵星宇胡俊杰新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

随着用电信息采集系统的推广,数据驱动的机器学习方法在用户侧用电行为优化领域的应用已引起广泛关注。利用深度强化学习方法(deep reinforcement learning,DRL),基于充电监测系统实时反馈的数据与分时电价信号,从负荷聚合商层面优化电... 详细信息

随着用电信息采集系统的推广,数据驱动的机器学习方法在用户侧用电行为优化领域的应用已引起广泛关注。利用深度强化学习方法(deep reinforcement learning,DRL),基于充电监测系统实时反馈的数据与分时电价信号,从负荷聚合商层面优化电动汽车(electric vehicles,EVs)充电行为。通过双延迟深度确定性策略梯度算法(twin delay deep deterministic policy gradient,TD3)对单辆电动汽车充电过程进行建模。通过在训练智能体时向其状态中引入随机噪声,该模型获得了对不同状态下的电动汽车充电行为的泛化控制能力。通过将训练得到的智能体进行分布式部署,该方法实现了对集群电动汽车充电行为的快速实时优化,其效果在算例中得到了验证。

关键词：分时电价信号深度强化学习分布式部署集群电动汽车充电行为优化

需求侧资源灵活性刻画及其在日前优化调度中的应用

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电工技术学报 2020年第9期35卷 1973-1984页

作者：吴界辰艾欣胡俊杰新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

由于分布式能源(DERs)在配电网的渗透率不断提高以及电力改革对售电侧的放开,充分发挥需求侧资源的灵活性变得愈加重要。该文以电动汽车(EV)和暖通空调(HVAC)两种典型的需求侧资源为例,在计及设备的物理特性和人为、环境因素的影响下,... 详细信息

由于分布式能源(DERs)在配电网的渗透率不断提高以及电力改革对售电侧的放开,充分发挥需求侧资源的灵活性变得愈加重要。该文以电动汽车(EV)和暖通空调(HVAC)两种典型的需求侧资源为例,在计及设备的物理特性和人为、环境因素的影响下,采用极端能量场景方法建立通用虚拟电池(VB)模型用于刻画其资源的灵活性。在此基础上,进一步针对交互平台参与日前电力市场情况提出了日前优化调度模型。仿真算例表明基于通用VB模型的日前优化调度可以分配日前调度计划及备用容量。此外,通过仿真验证了所提模型的有效性,并结合算例结果分析了其在运算效率与信息安全方面的优越性。

关键词：需求侧资源灵活性交互平台通用虚拟电池模型日前优化调度备用容量

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三轴光纤陀螺捷联惯组热致漂移整体式补偿

仪器仪表学报 2012年第5期33卷 1174-1180页

作者：张通张骏胡俊杰西北工业大学自动化学院西安710072

针对光纤陀螺热致漂移补偿问题,提出一种整体式三轴耦合线性多变量光纤陀螺捷联惯组系统热致漂移补偿模型,该模型由温度梯度、温度和温度二次方多项式组成。根据模型线性特性,采用最小二乘法确定模型参数。进行实验采集漂移数据进行模... 详细信息

针对光纤陀螺热致漂移补偿问题,提出一种整体式三轴耦合线性多变量光纤陀螺捷联惯组系统热致漂移补偿模型,该模型由温度梯度、温度和温度二次方多项式组成。根据模型线性特性,采用最小二乘法确定模型参数。进行实验采集漂移数据进行模型验证,为提高参数辨识精度,提出了一种滑窗MAD(sliding window median absolute deviation,SWMAD)法以剔除野值点,引入梯度倒数加权滤波器(gradient inverse weighted,GIW)对数据进行预处理,处理后的数据通过奇异值分解(singular value decomposi-tion,SVD)进行降噪。补偿结果表明,提出的三轴耦合线性多变量模型能有效补偿系统的热致漂移,并能提高系统精度。

关键词：补偿模型三轴耦合光纤陀螺热致漂移

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集群电动汽车平抑光伏波动实时调度策略

电网技术 2019年第7期43卷 2552-2560页

作者：胡俊杰周华嫣然李阳新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

随着光伏(photovoltaic, PV)发电渗透率的升高,光伏功率的随机波动将对电能质量与供电可靠性产生不利影响,而利用电动汽车入网(Vehicle to grid,V2G)技术下电动汽车(electric vehicles,EVs)充放电的灵活性来平抑光伏波动是一种经济、高... 详细信息

随着光伏(photovoltaic, PV)发电渗透率的升高,光伏功率的随机波动将对电能质量与供电可靠性产生不利影响,而利用电动汽车入网(Vehicle to grid,V2G)技术下电动汽车(electric vehicles,EVs)充放电的灵活性来平抑光伏波动是一种经济、高效的解决方式。为平抑短时剧烈的光伏功率波动,首先提出了微网场景下集群电动汽车参与平抑光伏波动的控制框架,然后建立了利用EV功率跟跟踪PV出力的凸优化模型,并从数学上不失一般性地证明了凸化的有效性。所提凸化方法对系统参数没有任何要求,在优化求解前无需做任何检验。所建立的凸优化模型在求解上更加高效,且在调度容量充足时跟踪误差可控,并能在一定程度上抑制EV的过充电与过放电。最后,通过算例验证了凸优化模型的准确性与高效性及所提调度策略的优势。

关键词：集群电动汽车分布式光伏实时优化调度凸化凸优化

电动汽车聚合商参与调频备用的调度方法与收益分成机制

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电网技术 2021年第3期45卷 1041-1049页

作者：吴洲洋艾欣胡俊杰新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

针对电动汽车聚合商参与电网调频的调度与用户结算问题,提出了结合日前电量/备用优化、实时功率分配、聚合商与用户收益分成3个部分的运行框架。通过提出基于充电需求的裕度评估并将其作为核心参数,在日前阶段降低了充电/调频双重变量... 详细信息

针对电动汽车聚合商参与电网调频的调度与用户结算问题,提出了结合日前电量/备用优化、实时功率分配、聚合商与用户收益分成3个部分的运行框架。通过提出基于充电需求的裕度评估并将其作为核心参数,在日前阶段降低了充电/调频双重变量的复杂性,能够在日前联合优化充电电量和备用容量;并在实时功率调度,和各用户的调频贡献结算这2个过程中解耦充电功率和调频功率,实现快速求解、公平分配,并确保用户的充电需求得以满足。仿真验证了所提框架,并为了鼓励电动汽车用户参与,设计了2种不同参与程度的合约机制,展示并比较了用户视角下2种合约的充电情况和收益情况,证明了所提框架能够满足充电和调频的需求,并给用户带来收益。

关键词：电动汽车辅助服务合作博弈调频备用

需求侧灵活性资源参与调频辅助服务的备用优化与实时调度

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电力系统自动化 2021年第6期45卷 148-157页

作者：吴洲洋艾欣胡俊杰新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学北京市102206

需求侧资源有潜力通过其灵活性缓和系统的短期功率不平衡,但也会面临用电不确定性的挑战。文中面向用户侧用电不确定性及调频备用需求,以含电动汽车、温控负荷的聚合商为例,建立了参与调频辅助服务的备用优化与实时调度模型。在日前市... 详细信息

需求侧资源有潜力通过其灵活性缓和系统的短期功率不平衡,但也会面临用电不确定性的挑战。文中面向用户侧用电不确定性及调频备用需求,以含电动汽车、温控负荷的聚合商为例,建立了参与调频辅助服务的备用优化与实时调度模型。在日前市场上报阶段,基于电量空间对实时运行的风险成本进行评估,实现能量和备用联合优化;在实时控制阶段,基于电量空间对各个用电方进行功率分配,满足用电需求的同时,提高聚合商响应系统功率调整的能力。仿真分析验证了将不同负荷聚合进行联合调度的可行性,以及聚合负荷在功率互支撑、提高总体运行效率方面的作用。

关键词：灵活性资源辅助服务电动汽车温控负荷风险分析

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电动汽车参与电网二次调频建模与控制策略

电网技术 2019年第2期43卷 495-503页

作者：李家壮艾欣胡俊杰新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

风电等分布式电源大规模接入电网,使得电网的频率控制问题变得日益复杂。大量且分散的电动汽车通过集中式控制聚合在一起,具有提供频率调节服务的能力,为解决这一问题提供了新的途径。根据电动汽车的快速响应特性和能量受到约束的特点,... 详细信息

风电等分布式电源大规模接入电网,使得电网的频率控制问题变得日益复杂。大量且分散的电动汽车通过集中式控制聚合在一起,具有提供频率调节服务的能力,为解决这一问题提供了新的途径。根据电动汽车的快速响应特性和能量受到约束的特点,通过巴特沃斯滤波器将调频信号分解,将其中的高频分量分配于电动汽车承担,同时电动汽车根据电池荷电状态按比例分配调节功率。通过单区域系统调频模型仿真,验证了策略的有效性,表明该策略能够发挥电动汽车的快速响应特点,对抑制频率偏差有显著作用。

关键词：电动汽车二次调频调频信号分解控制策略

考虑灵活性的数据中心微网两阶段鲁棒规划方法

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中国电机工程学报 2023年第19期43卷 7396-7408页

作者：马浩天胡俊杰童宇轩新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

在数据中心微网的规划中,微网内部的可再生能源、负荷的不确定性与数据中心自身的批处理负载比例是影响规划结果的重要因素。该文首先建立微网内燃气轮机,储能设备与光伏机组的规划与运行模型,将不确定信息以箱型不确定集的形式表示,然... 详细信息

在数据中心微网的规划中,微网内部的可再生能源、负荷的不确定性与数据中心自身的批处理负载比例是影响规划结果的重要因素。该文首先建立微网内燃气轮机,储能设备与光伏机组的规划与运行模型,将不确定信息以箱型不确定集的形式表示,然后建立燃气轮机,储能设备,光伏电站,数据中心的功率模型与运行成本模型,并用min-maxmin结构的两阶段鲁棒规划模型进行表示,基于列约束生成算法(column-and-constraint generation,CCG)与强对偶理论,将主问题与子问题迭代求解,从而得到原问题的最优解,并在不确定变量可变范围与不同补偿价格对应批处理负载比例变化的情况下,逐一求出系统对应的最优规划成本。最终通过仿真分析验证所建模型和求解算法的有效性,相比于传统的数据中心微网规划,提出的模型可为不同风险偏好的数据中心运营商提供最经济的微网设备容量配置与数据中心用户补偿价格,以使其规划成本最低。

关键词：数据中心微网两阶段鲁棒规划不确定性

同方期刊数据库

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考虑网络约束的能量枢纽灵活性价值评估

中国电机工程学报 2022年第5期42卷 1799-1812页

作者：胡俊杰刘雪涛王程新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

分布式能源快速增长使配电系统灵活性需求剧增。能量枢纽因其在多能源调度运行和能量管理方面的巨大潜力而得到广泛关注。该文从配电网运行角度建立能量枢纽灵活性价值评估指标为:可再生能源削减量、失负荷量和线路拥塞程度,并基于此分... 详细信息

分布式能源快速增长使配电系统灵活性需求剧增。能量枢纽因其在多能源调度运行和能量管理方面的巨大潜力而得到广泛关注。该文从配电网运行角度建立能量枢纽灵活性价值评估指标为:可再生能源削减量、失负荷量和线路拥塞程度,并基于此分析能量枢纽灵活性为区域配电系统带来的价值。首先,考虑冷热电联供为核心的能量枢纽,基于耦合矩阵建立能量枢纽灵活性耦合关系模型。接着,考虑可再生能源出力的不确定性,计及电-气网潮流约束建立多能源系统运行优化模型。优化模型引入3个评估指标作为松弛变量,既能反映系统的灵活性不足,又能在数学上保证优化问题有解。最后,提出基于惩罚-凸-凹流程的求解算法处理耦合网络约束中的非凸项。算例表明,考虑源侧电-气耦合和荷侧电-热-冷、气-热-冷互补的能量枢纽灵活性在促进可再生能源消纳、避免失负荷和缓解线路拥塞方面起到积极作用。

关键词：拥塞分布式能源能量枢纽灵活性多能互补可再生能源消纳