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Procedural simulation method for aggregating charging load model of private electric vehicle cluster

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2015年第2期3卷 170-179页

作者： mingfei ban Jilai YU Harbin Institute of Technology Harbin 150001HLJChina

The usage of each private electric vehicle(PrEV)is a repeating behavior process composed by driving,parking,discharging and charging,in which PrEV shows obvious procedural *** analyze the procedural characteristics,this paper proposes a procedural simulation *** method aggregates the behavior process regularity of the PrEV cluster to model the cluster’s charging ***,the basic behavior process of each PrEV is constructed by referring the statistical datasets of the traditional private non-electric ***,all the basic processes are set as a simulation starting point,and they are dynamically reconstructed by several *** simulation continues until the steady state of charge(SOC)distribution and behavior regularity of the PrEV cluster are ***,based on the obtained SOC and behavior regularity information,the PrEV cluster’s behavior processes are simulated again to make the aggregating charging load model *** for several scenarios show that the proposed method can improve the reliability of modeling by grasping the PrEV cluster’s procedural characteristics.

关键词： Electric vehicle(EV) Private electric vehicle(PrEV) Charging load model State of charge(SOC) Procedural simulation Cluster

Optimal sizing of PV and battery-based energy storage in an offgrid nanogrid supplying batteries to a battery swapping station

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2019年第2期7卷 309-320页

作者： mingfei ban Jilai YU Mohammad SHAHIDEHPOUR Danyang GUO Harbin Institute of Technology Harbin 150001China Robert W.Galvin Center for Electricity Innovation Illinois Institute of Technology10 W 35th Street#1600ChicagoILUSA

Nanogrids are expected to play a significant role in managing the ever-increasing distributed renewable energy sources. If an off-grid nanogrid can supply fullycharged batteries to a battery swapping station(BSS)serving regional electric vehicles(EVs), it will help establish a structure for implementing renewable-energyto-vehicle systems. A capacity planning problem is formulated to determine the optimal sizing of photovoltaic(PV) generation and battery-based energy storage system(BESS) in such a nanogrid. The problem is formulated based on the mixed-integer linear programming(MILP)and then solved by a robust optimization approach. Flexible uncertainty sets are employed to adjust the conservativeness of the robust optimization, and Monte Carlo simulations are carried out to compare the performance of the solutions. Case studies demonstrate the merits of the proposed applications and verify the approach.

关键词： Nanogrid Battery swapping station Electric vehicle Renewable energy

Integration of power-to-hydrogen in day-ahead security-constrained unit commitment with high wind penetration

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2017年第3期5卷 337-349页

作者： mingfei ban Jilai YU Mohammad SHAHIDEHPOUR Yiyun YAO School of Electrical Engineering and Automation Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Robert W.Galvin Center for Electricity Innovation Illinois Institute of TechnologyChicagoILUSA

The increasing integration of variable wind generation has aggravated the imbalance between electricity supply and demand. Power-to-hydrogen(P2H) is a promising solution to balance supply and demand in a variable power grid, in which excess wind power is converted into hydrogen via electrolysis and stored for later use. In this study, an energy hub(EH) with both a P2H facility(electrolyzer) and a gas-to-power(G2P) facility(hydrogen gas turbine) is proposed to accommodate a high penetration of wind power. The EH is modeled and integrated into a security-constrained unit commitment(SCUC) problem, and this optimization problem is solved by a mixed-integer linear programming(MILP) method with the Benders decomposition technique. Case studies are presented to validate the proposed model and elaborate on the technological potential of integrating P2H into a power system with a high level of wind penetration(HWP).

关键词： Electricity and natural gas coordination Power-to-hydrogen(P2H) Wind generation Security-constrained unit commitment(SCUC) Energy hub(EH)

生态GDP核算体系下的差别化燃煤机组安全约束组合模型

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中国电机工程学报 2019年第2期39卷 524-535页

作者：郭丹阳班明飞于继来哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

随着生态国内生产总值(ecologicalgrossdomestic product,Eco-GDP)核算体系的提出,燃煤机组减排带来的生态效益受到关注。为此,该文在发电收益目标函数中加入环保税和空气质量指数(air quality index,AQI)生态补偿金,提出能够驱动机组... 详细信息

随着生态国内生产总值(ecologicalgrossdomestic product,Eco-GDP)核算体系的提出,燃煤机组减排带来的生态效益受到关注。为此,该文在发电收益目标函数中加入环保税和空气质量指数(air quality index,AQI)生态补偿金,提出能够驱动机组更为精细化减排的差别化燃煤机组安全约束组合(security-constrained unit commitment,SCUC)模型。该模型以环保税代替传统排污费,将燃煤机组排放的多项大气污染物纳入征税范畴;建立差别化AQI补偿金模型核算因发电计划调整、空气质量改善带来的生态效益。首先,利用高斯烟团扩散模型计算燃煤机组大气污染物排放对人口聚集区域大气污染物浓度的贡献额,即建立两者的源–受体映射关系;其次,考虑区域人口数量和AQI等级差别化因素整定补偿金调整系数;最后,以发电收入、发电成本、环保税和补偿金为优化目标,建立了Eco-GDP核算体系下的SCUC混合整数规划模型。算例表明,模型在定量评估燃煤机组计划调整对重点人居环境空气质量改善程度及由其带来的生态效益方面,具有合理性和可行性。

关键词：电力调度燃煤机组安全约束组合模型生态国内生产总值环保税生态补偿气体扩散空气质量

提升重污染天气时环境互济效益的多区域电网协调策略

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中国电机工程学报 2019年第19期39卷 5750-5762页

作者：郭丹阳班明飞于继来哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院

我国正在大力推行的可再生能源电力配额制和环保税政策属于长期静态指标考核机制。面对加强人口聚集地重污染天气应对的新要求,尚缺乏能与之相配合、驱动电力系统精细化动态减排的短期激励措施。为此,该文研究面向重污染天气治理的多区... 详细信息

我国正在大力推行的可再生能源电力配额制和环保税政策属于长期静态指标考核机制。面对加强人口聚集地重污染天气应对的新要求,尚缺乏能与之相配合、驱动电力系统精细化动态减排的短期激励措施。为此,该文研究面向重污染天气治理的多区域电网互济策略。首先,提出重污染天气时的环境效益计算方法,以差别化的绿色证书奖励系数激励风电等清洁电能替代;其次,考虑大气污染物扩散条件和地区环境容量裕度的差异,以差别化的生态补偿机制激励燃煤机组以人口聚集地重污染天气空气质量改善为目标的减排行为。基于上述研究,建立了环境效益优化的区域电网电力调度模型和提升环境互济效益的多区域电网协调模型。算例表明,所提策略能够一定程度上缓解人口聚集地天气重污染状况并促进清洁能源消纳,可为电网调度提供简便易行的决策参考。

关键词：多区域电网电力调度环境互济重污染天气环保税绿色证书可再生能源电力配额制生态补偿

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基于准比例谐振控制的MMC新型环流抑制器

电力系统自动化 2014年第11期38卷 85-89,129页

作者：班明飞申科王建赜纪延超哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

模块化多电平换流器(MMC)存在内部环流,文中对其环流进行了简要分析,指出了对之进行抑制的必要性。提出了一种基于直接反馈控制原理的MMC新型环流抑制器,该控制器通过陷波器来提取环流中的二次基频分量,并以准比例谐振控制器对子模块调... 详细信息

模块化多电平换流器(MMC)存在内部环流,文中对其环流进行了简要分析,指出了对之进行抑制的必要性。提出了一种基于直接反馈控制原理的MMC新型环流抑制器,该控制器通过陷波器来提取环流中的二次基频分量,并以准比例谐振控制器对子模块调制信号进行补偿,从而达到了限制二次环流的目的。该方法原理简单,易于实现,同时对单相及三相系统均适用。仿真结果验证了所述方案的正确性和可行性。

关键词：模块化多电平换流器环流抑制器准比例谐振控制陷波器

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考虑环境容量裕度的差别化燃煤机组组合模型

电力系统自动化 2018年第12期42卷 36-43页

作者：郭丹阳高明宇班明飞于继来哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

目前基于系统排污总量控制方式制定的燃煤机组发电计划,缺乏针对性地缓解人口密集区域空气污染强度的调控机制。为此,在传统机组组合问题基础上,追加考虑污染物时空扩散特性的差别化环境容量裕度约束,通过限制对人口密集区域有较大影响... 详细信息

目前基于系统排污总量控制方式制定的燃煤机组发电计划,缺乏针对性地缓解人口密集区域空气污染强度的调控机制。为此,在传统机组组合问题基础上,追加考虑污染物时空扩散特性的差别化环境容量裕度约束,通过限制对人口密集区域有较大影响的燃煤机组出力,来降低其排污量,进而改善相关区域空气质量,减小对人口健康的负面影响。其中,燃煤机组对人口密集区域污染物浓度贡献值的建模参照高斯烟团扩散模型、气象预报和重点地区污染等级预测信息进行。以混合整数规划形式建立了考虑环境容量裕度的机组组合模型,并对其进行了仿真分析。算例表明,差别化的环境容量裕度约束,能够在不引起系统经济和空气质量指数明显劣化的条件下,对人口密集区域空气污染强度实施更有针对性的调控,降低燃煤机组对人口健康的影响。

关键词：机组组合环境容量裕度高斯烟团扩散模型空气质量

基于零序电压注入的模块化多电平变流器故障容错控制

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电力系统自动化 2014年第5期38卷 96-102页

作者：申科王建赜班明飞纪延超蔡兴国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001

随着模块化多电平变流器(MMC)在高压大功率电能变换领域的应用日渐增多,其故障带来的损失将显著增加。为了解决上述问题,文中提出了一种针对三相三线制系统的MMC容错控制策略。利用电容电压冗余排序方法克服普通载波层叠脉宽调制方法所... 详细信息

随着模块化多电平变流器(MMC)在高压大功率电能变换领域的应用日渐增多,其故障带来的损失将显著增加。为了解决上述问题,文中提出了一种针对三相三线制系统的MMC容错控制策略。利用电容电压冗余排序方法克服普通载波层叠脉宽调制方法所固有的功率不均衡;在详细阐述不同容错控制方案的基础上,提出零序电压注入方法,以保证线电压恒定为基本思路,对超出临界电压区间的调制波进行重构,使MMC具有可靠的故障穿越能力。最后,以一台4.5kVA的三相MMC样机为例进行了实验验证,实验结果验证了所述方案的正确性和可行性。

关键词：模块化多电平变流器电压平衡容错控制零序电压注入

基于粒子群优化的模块化多电平变换器阶梯波调制策略

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电力自动化设备 2014年第4期34卷 78-83,89页

作者：申科王建赜班明飞纪延超蔡兴国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

选取合适的开关角迭代初值是模块化多电平变换器(MMC)阶梯波调制方法实现的关键。为此提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的阶梯波调制策略。该策略采用PSO算法得到优化的开关角初值,再运用牛顿迭代法快速计算出开关角的精确解。所提出的... 详细信息

选取合适的开关角迭代初值是模块化多电平变换器(MMC)阶梯波调制方法实现的关键。为此提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的阶梯波调制策略。该策略采用PSO算法得到优化的开关角初值,再运用牛顿迭代法快速计算出开关角的精确解。所提出的方法辅以电容电压排序平衡策略可以有效地解决子模块电容电压均衡问题,具有低复杂度和开关频率的优点。以三相五电平MMC系统为例,搭建了低压物理模型的验证平台。仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和可行性。

关键词：可再生能源模块化多电平变换器阶梯波调制电容电压均衡粒子群优化牛顿迭代法