储能科学与技术 ›› 2025, Vol. 14 ›› Issue (8): 3170-3184.doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0027
• 储能系统与工程 • 上一篇
收稿日期:
2025-01-07
修回日期:
2025-02-14
出版日期:
2025-08-28
发布日期:
2025-08-18
通讯作者:
李欣
E-mail:liruoqiong26@163.com;lxfp167@163.com
作者简介:
李若琼(1979—),女,硕士,教授,研究方向为新型电能变换技术和电工理论新技术,E-mail:liruoqiong26@163.com;
基金资助:
Ruoqiong LI1(), Yujie SI1, Xin LI2(
)
Received:
2025-01-07
Revised:
2025-02-14
Online:
2025-08-28
Published:
2025-08-18
Contact:
Xin LI
E-mail:liruoqiong26@163.com;lxfp167@163.com
摘要:
电动汽车作为柔性负荷参与新型电力系统的优化调度可提高新能源消纳,为加快构建新型电力系统提供了一种新途径。针对电动汽车同时参与价格型需求响应与激励型需求响应的新型电力系统源荷低碳优化调度问题,本工作基于麻雀搜索算法优化卷积长短时记忆神经网络,给出一种考虑电动汽车需求响应特性的新型电力系统源荷日前-日内低碳优化调度方法。首先,对新能源和基本负荷历史数据利用麻雀搜索算法优化卷积长短时记忆神经网络进行预测,降低源荷两侧的不确定性对新型电力系统日前-日内优化调度的影响;其次,以电动汽车参与需求响应的充电特性,将电动汽车分为三类充电模式,考虑阶梯式碳交易的系统总成本和污染气体排放最优为目标构建源荷互动的日前-日内两阶段低碳环境经济调度模型;最后,利用改进多目标灰狼算法对模型进行求解。算例分析选取典型日的光伏、风电与负荷数据,并综合考虑了电动汽车不同充电模式的需求响应特性。通过4种运行场景下的优化调度结果可知,场景4与场景1相比,较传统方法总成本降低10.3%、污染物排放减少10.9%、新能源消纳提高4.2%,日前-日内低碳优化调度方法可有效提高新能源消纳和新型电力系统的低碳环境经济综合效益。
中图分类号:
李若琼, 司宇杰, 李欣. 考虑电动汽车的新型电力系统源荷日前-日内低碳优化调度[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(8): 3170-3184.
Ruoqiong LI, Yujie SI, Xin LI. A novel day-ahead-intraday low-carbon optimal scheduling method for power system source-load dispatch based on the demand response characteristics of electric vehicles[J]. Energy Storage Science and Technology, 2025, 14(8): 3170-3184.
表A3
系统调度模型参数"
名称 | 数值 |
---|---|
弃风惩罚成本系数/(USD/MWh) | 40 |
弃光惩罚成本系数/(USD/MWh) | 40 |
电网基准线排放因子取值/(t/MWh) | 0.76 |
日前调整功率电动汽车单位补偿系数/(USD/MWh) | 25 |
日前反向馈电电动汽车单位补偿系数/(USD/MWh) | 30 |
日内调整功率电动汽车单位补偿系数/(USD/MWh) | 30 |
日内反向馈电电动汽车单位补偿系数/(USD/MWh) | 35 |
碳排放权裕度取值 | 0.1 |
碳交易价格增长幅度/% | 25 |
碳交易成本取值/(USD/t) | 14.286 |
基本负荷电价/(USD/MWh) | 57.14 |
PDR前电动汽车充电电价/(USD/MWh) | 66.42 |
峰时电价/(USD/MWh) | 101.62 |
平时电价/(USD/MWh) | 63.57 |
谷时电价/(USD/MWh) | 35.21 |
峰时放电电价/(USD/MWh) | 82.57 |
平时放电电价/(USD/MWh) | 49.81 |
谷时放电电价/(USD/MWh) | 37.55 |
V2G激励充电价格/(USD/MWh) | 36.53 |
电动汽车充/放电效率 | 0.95 |
电动汽车充放电功率/MWh | 0.007 |
[1] | 董昱, 孙大雁, 许丹, 等. 新型电力系统电力电量平衡的挑战、应对与展望[J]. 中国电机工程学报, 2025, 45(6): 2039-2057. DOI: 10. 13334/j.0258-8013.pcsee.240656. |
DONG Y, SUN D Y, XU D, et al. Challenges, response and prospects for power balance in new power systems[J]. Proceedings of the CSEE, 2025, 45(6): 2039-2057. DOI: 10. 13334/j.0258-8013.pcsee.240656. | |
[2] | 易琛, 任建文, 戚建文. 考虑需求响应的风电消纳模糊优化调度研究[J]. 电力建设, 2017, 38(4): 127-134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-7229.2017.04.017. |
YI C, REN J W, QI J W. Fuzzy optimal dispatch of wind power consumption considering demand response[J]. Electric Power Construction, 2017, 38(4): 127-134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-7229.2017.04.017. | |
[3] | 李灿. 促进风电消纳的直流跨区互联电网分层优化调度研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2021. DOI: 10.27135/d.cnki.ghudu.2021.000409. |
[4] | 段小宇, 胡泽春, 崔岩, 等. 长时间尺度下的电动汽车有序充放电调度[J]. 电网技术, 2018, 42(12): 4037-4044. DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.1682. |
DUAN X Y, HU Z C, CUI Y, et al. Optimal charging and discharging strategy for electric vehicles in large timescales[J]. Power System Technology, 2018, 42(12): 4037-4044. DOI: 10. 13335/j.1000-3673.pst.2018.1682. | |
[5] | 洪睿洁, 顾丹珍, 莫阮清, 等. 基于用户偏好的电动汽车储能V2G策略优化[J]. 储能科学与技术, 2023, 12(8): 2659-2667. DOI: 10. 19799/j.cnki.2095-4239.2023.0173. |
HONG R J, GU D Z, MO R Q, et al. Research on optimization of EV energy storage V2G strategy based on user preference[J]. Energy Storage Science and Technology, 2023, 12(8): 2659-2667. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0173. | |
[6] | 邵文锋. 计及电动汽车的综合能源系统优化调度研究[D]. 贵阳: 贵州大学, 2023. DOI: 10.27047/d.cnki.ggudu.2023.001226. |
[7] | 崔杨, 邓贵波, 曾鹏, 等. 计及碳捕集电厂低碳特性的含风电电力系统源-荷多时间尺度调度方法[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(16): 5869-5886, 6163. DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210697. |
CUI Y, DENG G B, ZENG P, et al. Multi-time scale source-load dispatch method of power system with wind power considering low-carbon characteristics of carbon capture power plant[J]. Proceedings of the CSEE, 2022, 42(16): 5869-5886, 6163. DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210697. | |
[8] | 董存, 王铮, 白捷予, 等. 光伏发电功率超短期预测方法综述[J]. 高电压技术, 2023, 49(7): 2938-2951. DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20220974. |
DONG C, WANG Z, BAI J Y, et al. Review of ultra-short-term forecasting methods for photovoltaic power generation[J]. High Voltage Engineering, 2023, 49(7): 2938-2951. DOI: 10.13336/j. 1003-6520.hve.20220974. | |
[9] | 韩富佳, 王晓辉, 乔骥, 等. 基于人工智能技术的新型电力系统负荷预测研究综述[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(22): 8569-8592. DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.221560. |
HAN F J, WANG X H, QIAO J, et al. Review on artificial intelligence based load forecasting research for the new-type power system[J]. Proceedings of the CSEE, 2023, 43(22): 8569-8592. DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.221560. | |
[10] | 钱政, 裴岩, 曹利宵, 等. 风电功率预测方法综述[J]. 高电压技术, 2016, 42(4): 1047-1060. DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2016 0405021. |
QIAN Z, PEI Y, CAO L X, et al. Review of wind power forecasting method[J]. High Voltage Engineering, 2016, 42(4): 1047-1060. DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20160405021. | |
[11] | 孔祥玉, 马玉莹, 艾芊, 等. 新型电力系统多元用户的用电特征建模与用电负荷预测综述[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(13): 2-17. DOI: 10.7500/AEPS20230312004. |
KONG X Y, MA Y Y, AI Q, et al. Review on electricity consumption characteristic modeling and load forecasting for diverse users in new power system[J]. Automation of Electric Power Systems, 2023, 47(13): 2-17. DOI: 10.7500/AEPS20230312004. | |
[12] | 马雨桐. 基于混合长短期记忆神经网络的居民用电负荷优化研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2021. DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu. 2021.000816. |
[13] | 高犁. 基于SSA-LSTM模型的短期电力负荷预测研究[D]. 淮南: 安徽理工大学, 2022. DOI: 10.26918/d.cnki.ghngc.2022.000619. |
GAO L. Short-term power load prediction based on SSA-LSTM model[D]. Huainan: Anhui University of Science & Technology, 2022. DOI: 10.26918/d.cnki.ghngc.2022.000619. | |
[14] | 程锟. 基于V2G技术的电动汽车集群并网控制与实时优化调度研究[D]. 沈阳: 沈阳工业大学, 2022. DOI: 10.27322/d.cnki.gsgyu. 2022.000116. |
[15] | 郭明星, 吕冉, 费斐, 等. 考虑电动汽车和需求响应的电-热-水多能耦合系统经济调度[J]. 中国电力, 2022, 55(12): 105-111. |
GUO M X, LV R, FEI F, et al. Economic scheduling of electric-heat-water multi-energy coupling systems considering electric vehicles and demand response[J]. Electric Power, 2022, 55(12): 105-111. | |
[16] | 周星月, 李晓皓, 王智东, 等. 计及预测负荷和用户需求差异的电动汽车实时调度优化[J]. 全球能源互联网, 2022, 5(6): 543-551. DOI: 10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2022.06.003. |
ZHOU X Y, LI X H, WANG Z D, et al. Real-time scheduling optimization of electric vehicles considering the predicted load and the difference between users' demand[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2022, 5(6): 543-551. DOI: 10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2022.06.003. | |
[17] | 王利杰. 计及EV和PV接入电力系统环境经济调度研究[D]. 武汉: 湖北工业大学, 2019. |
WANG L J. Study on environmental and economic dispatch of power system considering EV and PV access[D]. Wuhan: Hubei University of Technology, 2019. | |
[18] | 王浩, 袁至, 李骥, 等. 考虑综合需求响应的含光热电站的综合能源系统低碳优化调度[J]. 现代电子技术, 2023, 46(14): 107-114. DOI: 10.16652/j.issn.1004-373x.2023.14.019. |
WANG H, YUAN Z, LI J, et al. Low-carbon optimal scheduling of integrated energy system with photo-thermal power station considering comprehensive demand response[J]. Modern Electronics Technique, 2023, 46(14): 107-114. DOI: 10.16652/j.issn.1004-373x.2023.14.019 | |
[19] | 张彩玲, 王爽, 葛淑娜, 等. 计及灵活需求响应和碳-绿证交易的综合能源系统优化调度[J]. 中国电力, 2024, 57(5): 14-25. DOI: 10. 11930/j.issn.1004-9649.202305134. |
ZHANG C L, WANG S, GE S N, et al. Optimal scheduling of integrated energy systems considering flexible demand response and carbon emission-green certificate joint trading[J]. Electric Power, 2024, 57(5): 14-25. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649. 2023 05134. | |
[20] | 白英杰. 采用多目标优化算法的含风电电力系统环境经济调度研究[D]. 镇江: 江苏科技大学, 2021. DOI: 10.27171/d.cnki.ghdcc. 2021.000370. |
[21] | 杨晓辉, 王晓鹏, 邓叶恒. 含电动汽车的主动配电网多目标分层优化调度[J]. 电力工程技术, 2024, 43(4): 156-165. |
YANG X H, WANG X P, DENG Y H. Multi-objective hierarchical optimization dispatch of active distribution network with electric vehicles[J]. Electric Power Engineering Technology, 2024, 43(4): 156-165. | |
[22] | 张良, 郑丽冬, 冷祥彪, 等. 基于灰狼算法的风-光-抽水蓄能联合系统多目标优化策略[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(10): 1554-1566. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.049. |
ZHANG L, ZHENG L D, LENG X B, et al. Multi-objective optimization strategy for wind-photovoltaic-pumped storage combined system based on gray wolf algorithm[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2024, 58(10): 1554-1566. DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.049. | |
[23] | 周波. 基于灰狼优化算法的楼宇负荷多目标优化调度研究[D]. 湘潭: 湘潭大学, 2020. DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2020.000399. |
ZHOU B. Research on multi-objective optimal scheduling of building load based on grey wolf optimization algorithm[D]. Xiangtan: Xiangtan University, 2020. DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu. 2020.000399. | |
[24] | 李佳瑶, 刘伟娜. 考虑碳交易和风荷预测误差的电力系统低碳经济调度[J]. 浙江电力, 2021, 40(5): 1-6. DOI: 10.19585/j.zjdl.2021 05001. |
LI J Y, LIU W N. Low-carbon economic dispatch of power system considering carbon trading and wind power and load forecast errors[J]. Zhejiang Electric Power, 2021, 40(5): 1-6. DOI: 10. 19585/j.zjdl.202105001. |
[1] | 苏新凯, 赵璐璐, 陈彦桥, 王础, 陈换军, 金翼. 超级电容产业化研究与应用综述[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(8): 2994-3003. |
[2] | 刘彦廷, 冯国会, 常莎莎, 程昱茜, 丁雨鸣. 基于电动汽车无序充电行为的可再生能源系统综合评估及调控策略研究[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(7): 2772-2781. |
[3] | 郝维健, 牛萍健, 马天翼, 韩策, 柳邵辉. GB/T 31486—2024《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》标准解读与分析[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(7): 2654-2661. |
[4] | 熊浩, 顾丹珍, 程长胜, 石文豪. 计及电动汽车储能的电力系统调度及其灵活性分析[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(6): 2416-2430. |
[5] | 戴春江, 林文野, 李帅旗, 陈翔, 宋文吉, 冯自平, KUZNIK Frédéric. 基于NSGA-II优化的电动汽车热管理系统MPC策略开发及性能[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(6): 2200-2214. |
[6] | 吴金涛, 周永军, 杨旭, 邓程欣, 韩一铭. 细水雾对电动汽车火灾抑制效果的数值模拟[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(5): 2098-2105. |
[7] | 丁萍, 李涛涛, 郑林锋, 吴伟雄. 基于Soft-DTW算法与多源特征融合的实车动力电池SOH估算[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(5): 2081-2097. |
[8] | 彭磊, 倪照鹏, 于越, 孙福鹏, 夏修龙, 张鹏, 孙思博. 过充导致三元锂电池电动汽车火灾的试验研究[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(4): 1484-1495. |
[9] | 陈星光, 沈逸凡, 邵裕新, 郑岳久, 孙涛, 来鑫, 沈凯, 韩雪冰. 面向实车应用的磷酸铁锂电池容量辨识及特异性优化方法研究[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(9): 2963-2971. |
[10] | 刘松燕, 王卫良, 彭世亮, 吕俊复. 兼顾高/低温环境性能的动力电池热管理系统设计[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(7): 2181-2191. |
[11] | 唐兆祥, 许万涛, 邓昊, 卢文杰. 基于机会约束规划的含电动汽车市域铁路牵引供电系统优化运行[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(2): 526-535. |
[12] | 朱杰. 新能源低碳背景下电动汽车电热相变储能系统的储热性能分析[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(12): 4406-4408. |
[13] | 牛萍健, 郝维健, 苏智阳, 师盛坤, 柳邵辉. GB/T 31467—2023《电动汽车用锂离子动力电池包和系统电性能试验方法》标准解读与分析[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(10): 3672-3679. |
[14] | 洪睿洁, 顾丹珍, 莫阮清, 蔡思楠, 张超林. 基于用户偏好的电动汽车储能V2G策略优化[J]. 储能科学与技术, 2023, 12(8): 2659-2667. |
[15] | 张响, 段俊东, 康博阳. 考虑电动汽车灵活储能的微电网双重激励优化调度[J]. 储能科学与技术, 2023, 12(8): 2556-2564. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||