張添奧等：基于電動汽車換電站的配網解列下彈性晉陞戰略的摸索研OSDER奧斯德材料報價討

requestId:68714167d4d8b4.89828076.

作者：張添奧 1 陳永翀 2 楊奕賢 1祁宏 1吳鋼 1

單位：1.國家電網北京市電力公司海淀供電公司；2.清華四川動力互聯網研討院

援用：張添奧,陳永翀, 楊奕賢,等.基于電動汽車換電汽車冷氣芯站的配網解列下彈性晉陞戰略的摸索研討[J].儲能科學與技術, 2024, 13(11): 3961-3汽車材料報價970.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0265

本文亮點：1.本文對電動汽車換電站參與彈性晉陞的戰略進行了摸索，初次充足了應用日益增長的電動汽車換電站資源，通過調度可換電型電動汽車實現換電站儲能電池跨區域間的流轉。2.本文所提戰略綜合考慮了配電網災害解列下負荷的損掉本錢、發電本錢與路況運輸本錢，樹立了含運輸網絡與電網的混雜整數規劃模子，并驗證了所提戰略的有用性。

摘要 近年來頻發的天然災害嚴重威脅了配電網的平安運行，而電動汽車換電站內儲能電池具有易運輸的特徵。為晉陞應急供電場景下配電網彈性，本文提出了一種運輸換電站儲能電池的運行調度方式。起首，以應急場景下系統最小運行本錢為目標，綜合考慮負荷損掉本錢、發電本錢與路況運輸本錢構建了含電動汽車運輸路況網絡的配電網絡優化模子。然后，針對模子中的非線性部門展開剖析，將優化問題轉換為便于求解的線性混雜整數優化問題，并通過算例驗證了所提戰略的有用性。在必定邊界條件下，所提方式可聰明化調度可換電式電動汽車，將能量充分地區的儲能電池調度至能量緊缺區域，下降了應急情況下電力系統運行本錢，晉陞了電力系統整體的運行彈性。

關鍵詞 應急場景；換電站；移動儲能；電力論。在 50 名參賽者中，得分最高的 30 名選手進入下一系統彈性；線性混雜整數優化

近年來超預期的臺風、暴雨等極端天然災害頻發，嚴重迫害到配電網的正常運行，而現有的配網建設難以應對年夜規模天台北汽車零件然災害的毛病場景。是以，若何晉陞災后的疾速恢復才能，并最年夜限制地保證主要負荷的平安運行是增強配電網應急彈性的重點。今朝可采取的方式重要有兩類，一類是增添基礎設施建設，即為主要用戶增添必定數量的不間斷電源(uninterruptible power supply, UPS)；還有一類方式是當場應用現有的設備，靈活調度電網中各類可響應的分布式電力資源，具有較強的靈活性，是晉陞配網彈性的優選計劃。

今朝，已經有學者對光伏、風機、電動汽車、移動儲能等分布式電源在應急場景下的應用展開了研討。在電動汽車的應用方面，文獻[6]統籌考慮了電動汽車、移動儲能與搶修隊等分布式資源的特點，發揮其互補互濟的優勢，樹立配電網災前及災后兩階段的供電恢復戰略。文獻[7]基于消費者心思學理論，制訂了災后反向輸電激勵響應機制，并引導車輛并網(vehicle to grid，V2G)站點內的電動汽車參與供電恢復。文獻[8]剖析了氫燃料補給站與移動燃料電池汽車的交互感化方法，制訂了一種雙層的配電網自恢復戰略。文獻[9]對路網及電網進行了聯合建模，提出了一種極端條件下基于多智能體強化學習的電動汽車調度戰略，并考慮了數據的隱私性。文獻[10]對配網多重毛病的場景展開剖析，通過實時的從頭調度與設置裝備擺設，制訂了一種基于電動汽車等多種分布式動力的配網饋線級負荷恢復戰略。上述文獻將電動汽車作為可控的雙向負荷，當電網需求時可幸福來得太突然了。靈活調整其出力，在應急場景下發揮了較強的支撐感化。而電動汽車換電站作為近些年來疾速增長的商業形式，其優勢在于此中的儲能電池可通過電動汽車靈活轉移，很是便于運輸。今朝針對電動汽車換電站的研討重要集中在選址優化、運行把持與經台北汽車材料濟調度等方面，而在應急供電場景下的應用尚未有深刻摸索。

電動汽車換電站內的儲能電池具有易運輸的特徵，當配電網解列運行時，分歧地區的儲能電池可由電動汽車相互調度，相較于應急發電車與移動儲能裝置等可移動式電源，水箱精可換電式電動汽車在應急場景下具有數量多、靈活性高、發電本錢高等優勢，其調度問題與移動儲能的把持福斯零件具有必定的類似性，在剖析中都需將路網與電網進行聯合建模。但是，區別于移動儲能，應用電動汽車運輸換電站內儲能電池需求考慮換電站內的運行約束，同時儲能電池具有數量多、容量小的特點，僅僅依附已有文獻中針對移動儲能水箱水設備的剖析還無法解決實際問題。

是以，在配網災害解列的應用場景下，本文對電動汽車換電站參與彈性晉陞的戰略進行了摸索，盼望充足應用日益增長的電動汽車換電站資源，通過調度可換電型電動汽車實現換電站儲能電池跨區域間的流轉。本文所提戰略考慮了配電網災害解列下負荷的損掉本錢、發電本錢與路況運輸本錢，樹立了含運輸網絡與電網的混雜整數規劃模子，并驗證油氣分離器改良版了所提戰略的有用性。

1 考慮換電站內儲能電池運輸的配電網優化調度方式

電動汽車換電站在應急供電的場景下具有較強的潛力。圖1展現了本文所提的把持Porsche零件戰略架構，當配電網因毛病解列為若干個獨立運行的區域時，分歧區域內的動力緊缺水平能夠不盡雷同。而此時電網網架受損，無法通過電網實現能量的流轉，進而形成部門用電負荷的損掉。分歧地區換電站內的儲能電池可由電動汽車在路網間實Benz零件現相互調度，將能量充分地區的儲能電池運輸至緊缺地區，下降負荷損掉。

1.1 目標函數

為進步配電網在應急場景下的彈性，如式(1)所示，本文所提戰略將各解列運行區域內負荷的損掉本錢、儲能運輸本錢與發電本錢作為目標函數，通過優化調度使得系統運行本錢最低。

(1)

式中，J是目標函數；Clost是各解列運行區域內負荷的損掉本錢，Ctran是應用電動汽車運輸儲能電池的本錢，Cge是系統內一切電源的發電本錢。優化算法需求判斷在當前條件下運輸電Audi零件池的本錢能否可以均衡負荷損掉本錢與發電本錢，進而來決策儲能電池的運輸戰略。

1.1.1 負荷損掉本錢

如式(汽車機油芯2)所示，負荷損掉本錢Clost由各解列運行區域內負荷與電源輸出功率的差值組成，代表了此時系統中的功率輸有缺額。

(2)

式中，為一個優化時間間隔；Wq是q供電區域的單位負荷損掉本錢；Mp是各供電區域的聚集；和分別為區域q內時刻t的負荷功率與實際輸出功率。在動力充分時兩者差值為0，可是當區域內能量缺乏時，系統將會掉往部門負荷，產生了負荷損掉本錢，進而形成系統運行本錢增添。

1.1.2 運輸本錢

由于配電網架在災害場景下已解列運行，而換電站內的儲能電池又可通過電動汽車運輸。所以當某區域內電能缺乏時，可通過運輸相鄰區域內換電站的富余儲能電池為其供電。而運輸斯柯達零件轉移總是發生在電池剩余電量充分，同時運輸本錢小于負荷損掉本錢與發電的情況。

為了便利對儲能電池的運輸過程建模，本節定義了兩個0-1型變量和用于描寫換電站內儲能電池的所處地位，定義如式(3)所示。

(3)

式中，Mi是地位i內一切電池的聚集，和分別表現第m塊電池在時刻t和t-1能否在地位i，后者在計算中由上一時刻的運算結果決定，而在優化過程中為一常數。如遇路上運輸出現梗塞、變亂無法按時到達等特別場景，將該塊電池的一切地位變量均置為0即可，表現此電池不在肆意換電站地位。

假如式(3)中的兩個0-1型變量在某次優化過程中發生了變化，就代德系車材料表了該塊儲能電池通過電動汽車發生了轉移，而表征運輸過程總本錢Ctran的定義如式(4)所示。

(4)

式中，Mbat代表了一切儲能電池的聚集汽車零件；β是一切包括了一切地點運輸方法的聚集；Ci,j表現儲能電池從i點運輸至j點的單位運輸本錢系數。運輸本錢的構造目標是將未發生運輸過程的儲能運輸本錢部門置為0，而發生運輸的儲能電池將在目標函數中增添運輸本錢。值得留意的是，在實際中兩換電站之間往復運輸的本錢能夠并不雷同。如碰到實際中某條運輸路線此時不成用，可將該條運輸路徑的運輸本錢調至一個接近無窮年夜的數值，使得優化戰略放棄在此條路徑上運輸。

1.1.3 發電本錢

在應急場景下，配電網解列為彼此獨立的運行部門，假設在每個部門中有一部門處于電壓源型把持方法的應急電源(如柴油發電機、應急電源車等)為系統樹立電壓，而換電站內多數儲能電池處于電流源型把持方法，其輸出功Skoda零件率接收把持調度。式(5)展現了系統的總發電本錢，可以通過調整單位發電本錢系數的方法來表征兩種電源類型的緊缺水平，一種動力越緊缺，其發電本錢越高。

(5)

式中，Cbatq和Cvolq分別為q供電區域內儲能電池與電壓源型電源的單位發電本錢；和分別是區域q內時刻t的儲能電池總輸出功率總和汽車零件進口商與電壓源型電源總輸出功率。

1.2 約束條件

1.2.1 儲能電池數量約束

在運行與運輸過程中，由于統一塊電池只能出現在某一個地點，不成能在統一時刻同時出現在多個換電站。是以如式(6)所示德系車零件，需求對0-1型變量電池所處地位進行約束。

(6)

式(7)、(8)為對電池數量總數進行的約束，堅持電池數量總數為恒定，并且每個換電站的最年夜可用電池艙位無限，式中Nbat為整個系統一切換電站內電池的數量，Nsat為換電站最年夜可應用電池艙位數量。

(7)

(8)

1.2.2 儲能電池電量約束

電動汽車換電式儲能電池均為鋰離子型電池，過充或過放均會對電池產生不成逆的損害,是以，式(9)、(10)樹立了描寫儲能電池電量的約束條件。

(9)

(10)

由于電動汽車在運輸過程中還需求耗費必定電量，是以式(9)中的后半部門對這一過程進行了建模，代表了從地位i到地位j的電量損掉系統；和分別為第m塊電池在時刻t+1和t的百分比剩余電量狀態；SOCmax和SOCmin是允許充放電下限與上限；Pm、和分別為第m塊電池的輸出功率、放電容量與放電運行效力，后兩者在優化運行中為常數。