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电力工程技术 2024年第2期43卷 142-153页

作者：冯野牧吕干云史明明朱志莹王浩宇陈光宇南京工程学院电力工程学院江苏南京211167 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司江苏徐州221005

随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及度的不断提高,工业园区内的EV用户日益增多,其充放电行为给园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的规划运行带来极大挑战。文中提出考虑EV充放电意愿的PIES双层优化调度。首先,... 详细信息

随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及度的不断提高,工业园区内的EV用户日益增多,其充放电行为给园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的规划运行带来极大挑战。文中提出考虑EV充放电意愿的PIES双层优化调度。首先,基于动态实时电价、电池荷电量、电池损耗补偿、额外参与激励等因素建立充放电意愿模型,在此基础上得到改进的EV充放电模型;然后,以PIES总成本最小和EV充电费用最小为目标建立双层优化调度模型,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的约束条件,从而快速稳定地实现单层模型的求解;最后,进行仿真求解,设置3种不同场景,对比所提模型与一般充放电意愿模型,验证了文中所提引入EV充放电意愿模型的PIES双层优化调度的有效性和可行性。

关键词：电动汽车(EV) 充放电意愿园区综合能源系统(PIES) 动态实时电价双层优化调度电池损耗补偿

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考虑V2G和多主体博弈的综合能源系统运行优化模型研究

考虑V2G和多主体博弈的综合能源系统运行优化模型研究

引用

作者：苏豪华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

综合能源系统能够有效提高能源综合利用率、降低系统运行成本,在应对气候变化,改变社会用能结构,实现低碳发展等方面具有积极意义。随着电动汽车接入电网技术（Vehicle to Grid,V2G）的发展,电动汽车作为一种灵活储能单元与综合能源系... 详细信息

综合能源系统能够有效提高能源综合利用率、降低系统运行成本,在应对气候变化,改变社会用能结构,实现低碳发展等方面具有积极意义。随着电动汽车接入电网技术（Vehicle to Grid,V2G）的发展,电动汽车作为一种灵活储能单元与综合能源系统耦合,为能源和交通部门提供了一种新兴的低碳解决方案。本文从需求侧响应和多主体博弈两个方面出发,针对考虑V2G的综合能源系统运行优化模型进行研究,主要工作内容如下:（1）介绍了考虑V2G的综合能源系统架构图、机组数学模型以及非合作运行收益模型。针对电动汽车参与系统调度后综合能源系统内各类机组进行详细的数学建模,分析传统非合作运行模式下各主体能量流动方式以及运营模式,提出以个体运行收益最大化为目标的考虑V2G的综合能源系统内多主体运行收益模型。（2）为了评价电动汽车V2G参与系统灵活调度的有效性,提出了考虑V2G的综合能源系统优化调度模型。首先,统计电动汽车群体出行规律,利用蒙特卡洛思想生成商业区电动汽车群体出行数据。其次,基于电动汽车车主主观角度分析充电决策影响因素,建立模糊推理系统量化商业区电动汽车充电意愿。再次,根据消费者心理学原理,建立电动汽车车主对于分时放电价格激励的需求侧响应放电意愿度模型。本文以运营成本最低和能源综合利用率最高为目标函数,基于放电电价引导电动汽车群体参与V2G与综合能源系统进行能量交互,研究基于电动汽车有序充放电策略对于综合能源系统的影响。基于模糊推理系统和分时放电电价对每辆电动汽车单独计算的充放电意愿,合理制定充放电计划,引导其有序参与综合能源系统优化调度。最后,通过具体算例分析验证了分时放电电价引导的电动汽车有序充放电对综合能源系统优化调度以及弹性提升的有效性。（3）为了研究多主体参与下电能交互机制和电价谈判过程,本文提出了一种基于多主体合作博弈的考虑V2G的综合能源系统优化运行模型,合作联盟内部可以通过电能交互,实现联盟整体协调优化运行。首先,分析了合作运行方式下各主体能量流动方式以及运营模式,针对不同主体分别构建合作运行收益模型。其次,基于多主体博弈理论与纳什谈判原理,建立以联盟收益最大化为目标的联盟合作运行纳什谈判模型并将其等效为联盟合作运行收益最大化模型和电能交易价格谈判模型进行依次求解。再次,为了保护参与合作联盟各主体的隐私,本文利用交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）对两个等效子问题进行依次求解,在兼顾联盟总体利益和各主体利益的前提下对于合作联盟产生的额外收益进行公平分配。最后,通过具体算例验证了本文所提出的多主体合作博弈模型能够提升联盟和个体运行收益并促进可再生能源就地消纳。

关键词：综合能源系统电动汽车V2G 多主体博弈充放电意愿纳什谈判

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