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计及负荷方差特性的峰谷分时电价优化模型研究

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计及负荷方差特性的峰谷分时电价优化模型研究

作者：詹天乐郑州大学

学位级别：硕士

峰谷分时电价能够减少电力系统的峰谷差,提高电力系统负荷率和运行的可靠性,自实施以来带来了巨大的社会效益和经济效益,其实施效果的关键在于峰谷时段的划分和各时段电价的制定是否合理,因此本文的研究内容主要包括以下几点:（1）峰谷... 详细信息

峰谷分时电价能够减少电力系统的峰谷差,提高电力系统负荷率和运行的可靠性,自实施以来带来了巨大的社会效益和经济效益,其实施效果的关键在于峰谷时段的划分和各时段电价的制定是否合理,因此本文的研究内容主要包括以下几点:（1）峰谷分时电价基础理论研究。峰谷分时电价的制定首先要研究峰平谷时段的电价和负荷之间的关系,本文基于需求弹性理论通过电量电价弹性矩阵建立各时段电价和负荷之间的关系。峰谷分时电价时段的划分是峰谷分时电价制定的基础。目前多数划分方法是基于模糊数学的隶属度函数,通过结合峰谷时段划分的一些基本原则,这样能解决绝大多数时刻负荷的峰谷时段划分问题,但是峰、平、谷时段分界附近的时刻难以确定归属,本文提出了基于负荷峰谷时段隶属度和负荷变化率相结合的分段方法,对峰、平、谷时段分界附近的时刻归属问题也能比较好的解决,最后实例仿真证明本文的划分结果和实际情况完全一致。（2）峰谷分时电价优化模型的建立。峰谷分时电价优化模型一般用峰谷差来表示峰谷分时电价削峰填谷的效果,本文首先证明了负荷方差对输电线路损耗的影响,并基于负荷方差能更好的衡量负荷整体波动性建立了计及负荷方差特性的峰谷分时电价模型,在优化模型的约束条件上也有所改进。实例仿真说明本文所采用模型求得的峰平谷时段的电价能够减少负荷峰谷差和负荷曲线方差,提高了电网运行的效率和经济性,并且用户的利益和供电公司的利益均得到了保证,因此本文的优化模型具有一定的合理性和可行性,和经典的优化模型相比最终的优化结果也有所改善。（3）峰谷分时电价优化模型解法。单目标优化模型目前求解方法已经比较成熟,本文选择MATLAB优化工具箱中的fmincon函数作为求解单目标模型的工具。峰谷分时电价优化模型是典型的多目标优化模型,而多目标优化模型中的目标函数一般不能同时取到最优值,常见做法是将其转化为单目标优化模型后求解。在常见做法中,本文基于理想点法几何意义明显,能较好的兼顾到各个目标,最重要的是能够避免取权值和分析不同目标重要程度的主观性,选取理想点法中的逼近理想点法作为本文模型的求解方法,最后实例仿真证明采用逼近理想点法能很好的兼顾到了两个目标函数。

关键词：电量电价弹性矩阵峰谷电价时段划分负荷方差多目标优化模型 fmincon函数理想点法

考虑负荷方差的智能微网用户侧分时电价优化模型

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计算技术与自动化 2020年第2期39卷 98-103页

作者：杨国山杨德州杨昌海徐慧慧刘永成国网甘肃省电力公司经济技术研究院甘肃兰州730000

为调整用户用电行为,提升智能微网安全性和稳定性,需构建考虑负荷方差的智能微网用户侧分时电价优化模型。通过需求价格弹性系数描述用户对电价的反应情况,依照智能微网中负荷恒定状态和波动状态,计算线路可变损耗,取样采点一定周期内负... 详细信息

为调整用户用电行为,提升智能微网安全性和稳定性,需构建考虑负荷方差的智能微网用户侧分时电价优化模型。通过需求价格弹性系数描述用户对电价的反应情况,依照智能微网中负荷恒定状态和波动状态,计算线路可变损耗,取样采点一定周期内负荷,计算负荷方差,探析负荷方差对线路损耗的影响。依照负荷方差和用户负荷峰谷差构建智能微网用户侧分时电价优化的目标函数,设置峰平谷电价、用户利益、峰谷倒置等五个约束条件,结合约束条件和目标函数获取最终的优化模型。实验表明,该种方法构建的用户侧分时电价优化模型后,用户侧分时电价最大峰段负荷为14109 kW,峰谷差是7963 kW,显著增加售电侧和发电侧利润。

关键词：负荷方差智能微电网用户侧分时电价优化模型

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考虑电动汽车用户意愿的滚动优化调度

电力自动化设备 2022年第10期42卷 54-61页

作者：王誉博龚庆武乔卉刘栋张劲弦武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

大规模电动汽车(EV)接入电网后,其无序充放电行为会给电力系统带来极坏的影响,因此对EV进行聚合分类并引导其有序充放电变得非常重要。然而,不同EV用户的需求具有明显的个性化、多样化,为了给不同EV用户提供精准的服务,需要对EV用户的... 详细信息

大规模电动汽车(EV)接入电网后,其无序充放电行为会给电力系统带来极坏的影响,因此对EV进行聚合分类并引导其有序充放电变得非常重要。然而,不同EV用户的需求具有明显的个性化、多样化,为了给不同EV用户提供精准的服务,需要对EV用户的意愿进行响应。首先,提出了行为倾向函数,其中包含了EV的剩余电量、未来出行距离、上一时段的充放电状态、停车时长等信息,以评价EV用户对主动参与调度的意愿;然后,根据EV用户的行为倾向对EV进行分类;最后,建立考虑配电网网损、风电与负荷的匹配度以及负荷方差的多目标优化函数对分类后的EV进行滚动调度,以确定最优调度策略。以改进的IEEE 33节点系统为算例进行仿真分析,仿真结果表明,所提优化调度方法准确响应了EV用户的多样化需求,既满足了EV的用车需求,又提高了EV充放电的整体效益,同时有效降低了配电网网损及负荷方差,提高了风电与负荷的匹配度。

关键词：电动汽车有序充放电行为倾向网损匹配度负荷方差滚动调度

考虑居民小区充电负荷与成本的电动汽车有序充电策略

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浙江电力 2022年第5期41卷 8-13页

作者：李天宁王浩国董灵鹏倪威中魏国民国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州310016 国网浙江省电力有限公司杭州市钱塘新区供电公司杭州310016 浙江大学电气工程学院杭州310012 国网浙江省电力有限公司温州供电公司浙江温州325000

目前,各国正在大力发展新能源电动汽车以缓解石油危机和环保压力,而大量电动汽车接入电网后增加了电网负荷,加剧了负荷峰谷差,增加了居民的用电成本,进而降低了电网稳定性与经济性。针对上述问题,建立并分析了某小区的电动汽车无序充电... 详细信息

目前,各国正在大力发展新能源电动汽车以缓解石油危机和环保压力,而大量电动汽车接入电网后增加了电网负荷,加剧了负荷峰谷差,增加了居民的用电成本,进而降低了电网稳定性与经济性。针对上述问题,建立并分析了某小区的电动汽车无序充电负荷模型,提出一种利用分时电价调控充电时间的充电策略,以该小区负荷方差与电动汽车充电费用为评价指标,优化电动汽车的充电时间。算例表明,利用上述充电策略,可以有效削减由电动汽车入网所造成的负荷峰谷差,达到移峰填谷的效果,大大降低了电动汽车的充电费用。

关键词：电动汽车无序充电有序充电负荷方差充电费用

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分布式电动汽车有序充电控制系统模型

电力系统自动化 2015年第20期39卷 41-46页

作者：杨冰王丽芳廖承林吉莉电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所北京市100190 中国科学院大学北京市100049

提出一种基于分布式控制的电动汽车有序充电控制系统模型。有序充电控制系统由集中充电控制中心和分布式控制单元组成,当电动汽车接入电网,分布式控制单元根据集中控制中心广播的电网负荷数据和已接入电网的电动汽车的充电计划,以最小... 详细信息

提出一种基于分布式控制的电动汽车有序充电控制系统模型。有序充电控制系统由集中充电控制中心和分布式控制单元组成,当电动汽车接入电网,分布式控制单元根据集中控制中心广播的电网负荷数据和已接入电网的电动汽车的充电计划,以最小配电网负荷方差为目标函数,计算电动汽车的最佳充电时间,并将充电计划上传给控制中心。以IEEE 33节点配电网为例,分别在正常情况、通信系统故障、配电网负荷预测有误差等条件下进行了有序充电模拟,结果表明分布式有序充电控制方法具有很好的控制效果和较强的抗干扰能力。

关键词：电动汽车有序充电负荷方差分布式控制

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基于分层优化的电动汽车有序充电策略

电气工程学报 2021年第3期16卷 137-144页

作者：冯仕杰刘韬潘萨陈正浩王青南昌大学信息工程学院南昌330031 国网江西省电力有限公司景德镇供电分公司景德镇333000 国网重庆市电力有限公司万州供电公司重庆404155

针对电动汽车集中式充电优化方式计算量大、通信要求高的问题,提出一种基于分层优化的电动汽车有序充电策略。以用户充电费用最少、配电网负荷方差最小为目标建立了电动汽车双层充电优化模型;针对粒子群算法收敛精度差、易陷入局部最优... 详细信息

针对电动汽车集中式充电优化方式计算量大、通信要求高的问题,提出一种基于分层优化的电动汽车有序充电策略。以用户充电费用最少、配电网负荷方差最小为目标建立了电动汽车双层充电优化模型;针对粒子群算法收敛精度差、易陷入局部最优的问题,利用Tent混沌映射初始化粒子种群,引入动态权重更改粒子速度的更新方式,加入Levy飞行策略扰动粒子种群;运用改进的粒子群算法优化电动汽车的充电起始时间。结合算例,分析了不同用户响应度、不同充电数量对优化结果的影响,验证了所提策略的有效性。

关键词：电动汽车分层优化充电费用负荷方差改进粒子群算法

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含光伏发电系统的冷库多目标优化运行研究

控制工程 2018年第8期25卷 1534-1539页

作者：孔亮沈力赵庆杞邱泽晶国网江西省电力公司九江供电分公司九江332000 国网辽宁省电力有限公司沈阳110819 南瑞集团公司国网电力科学研究院南京210000 南瑞(武汉)电气设备与工程能效测评中心武汉430000

冷库总量逐年增加,大功率负荷的无序接入会使电网峰谷差增大,同时高昂的运行费用也会增加用户的负担,因此,冷库的优化运行显得至关重要。基于分时电价政策,以运行费用和负荷功率方差最小为目标函数建立冷库优化运行模型。通过隶属度函... 详细信息

冷库总量逐年增加,大功率负荷的无序接入会使电网峰谷差增大,同时高昂的运行费用也会增加用户的负担,因此,冷库的优化运行显得至关重要。基于分时电价政策,以运行费用和负荷功率方差最小为目标函数建立冷库优化运行模型。通过隶属度函数和粒子群算法求解冷库优化运行策略,同时根据0-1背包算法求解冷库负荷启停情况。并在不同电价情况下分析对运行策略的影响。以河南某大蒜交易市场为算例分析,结果表明,在考虑光伏和分时电价情况下,优化控制策略对减小用户运行费用和电网峰谷差具有明显的优势,其中,冷库淡季和旺季的费用节约率分别为199.4%和92.6%。

关键词：冷库运行费用负荷方差粒子群算法

路网-电网结合的电动汽车两阶段引导调度模型

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黑龙江科技大学学报 2021年第6期31卷 794-801页

作者：杨莹李金亮吴尚阳黑龙江科技大学电气与控制工程学院哈尔滨150022

为降低规模化电动汽车接入电网造成的影响,实现车辆有序充电及调度,经图论理论及电动汽车行驶和充电站参数构建“车-路-网”模型,在考虑用户综合成本的基础上,综合充电设施服务率因素,建立一阶段电动汽车充电引导模型,以充电站负荷方差... 详细信息

为降低规模化电动汽车接入电网造成的影响,实现车辆有序充电及调度,经图论理论及电动汽车行驶和充电站参数构建“车-路-网”模型,在考虑用户综合成本的基础上,综合充电设施服务率因素,建立一阶段电动汽车充电引导模型,以充电站负荷方差最小为目标建立两阶段的车辆调度模型。结果表明,引导后充电站设施服务率分布于113%~190%,较引导前分布区间40%~440%有很大提升,调度后充电站负荷方差下降了9.06%~13.01%,减小了对配电网的影响。该引导调度策略能够有效平衡用户及充电站二者之间的需求,且能有效平抑负荷波动。

关键词：路网-电网综合成本设施服务率负荷方差