公交枢纽灵活性赋能高可靠配电网的集成优化规划方法

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ouyang000
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在当前“双碳”目标与建设新型电力系统背景的双重驱动下,公共交通系统亟待向着清洁化、低碳化和高效化方向转型,以满足未来城市可持续发展的要求。随着近年来电动公交车的普及,使得大型停车场式公交枢纽(Public Transport Hub,PTH)应运而生。PTH作为重要的用电负荷及能量-交通耦合节点,其选址和规模在影响城市公共交通服务质量的同时,也会极大地影响未来城市配电网的运行效率和供电可靠性。通过对PTH布局进行科学合理的规划,可以在满足基本公共交通服务需求的前提下,降低电动公交车充电负荷对电网的冲击影响,并利用V2G(Vehicle to Grid,V2G)技术为城市配电系统提供更多的灵活性资源,从而提高供电可靠性和经济性。为明确基于PTH电动公交车作为灵活性储能给未来城市配电系统带来的潜在价值,本文研究并提出了一种公交枢纽灵活性赋能高可靠配电网的集成优化规划方法。首先,通过对含PTH的城市配电系统架构进行深入解析,将城市配电系统分为了正常/故障两种运行状态,并根据不同的运行状态研究了 PTH中电动公交车对应的灵活性能力和其电池电能的调度策略。其次,基于电力失负荷价值的概念和PTH中电动公交车的运行方式,提出了计及可靠性效益的PTH规划三层优化模型和求解流程。上层优化规划模型以城市配电系统规划运行的总成本最小为目标产生PTH的备选规划方案,并将规划方案传递到中层;中层优化运行模型以系统正常运行时的运行成本最小为目标,对PTH中电动公交车的车辆调度方案和充电计划进行优化,并为下层优化提供边界条件;下层优化运行模型以系统故障时的电力失负荷价值最小为目标,对PTH中电动公交车的车辆调度和电能调度方案进行优化,并将结果返回到上层。最后,以IEEE-33节点配电系统为例,验证了本文所提模型和方法的有效性。仿真结果表明,本文所提方法可在充分利用PTH的灵活性储能资源提高城市配电系统可靠性的同时,有效减少城市配电系统规划运行的总成本,对未来城市中PTH的规划运行具有指导意义。
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