考虑用户可调性识别的充电负荷聚合调控优化模型

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:szcentsweb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国《“十四五”现代能源体系规划》要求推动能源高质量发展,其中,建设新型电力系统是实现绿色低碳发展的重要途径。新型电力系统的建设接入了大量的新能源,高占比新能源的强随机性和波动性将进一步加剧电力供需矛盾,建设友好的供需互动关系是化解电力供需矛盾、保证电力供应稳定可靠的有效途径。同时,电动汽车充电负荷规模迅速壮大,聚合充电负荷成为电力市场的主要需求侧市场主体,在需求响应、辅助服务、源网荷储互动等市场体系中都具有重要调控价值。基于上述政策背景和行业动态,聚合电动汽车优化调控方案的设计成为聚合大规模电动汽车充电负荷参与电力市场举足轻重的重要技术内容。本文基于我国现有电动汽车和电力市场的行业发展情况,并综合考虑现有充电负荷聚合调控的内外部技术和市场环境,对电动汽车的用户可调性识别和聚合负荷优化调控模型展开深入分析和研究,主要完成了如下工作内容。(1)结合国内外研究情况、我国电动汽车行业发展情况和电力市场发展情况构建充电负荷聚合调控场景并提出聚合调控要点。基于国内外用户行为、聚合调控技术、聚合调控策略以及我国相关行业背景和政策,总结分析电动汽车充电负荷的发展和聚合应用情况;结合我国需求侧电力市场的建设情况和市场交易情况,分析电动汽车参与需求侧市场的市场类型、参与方式和典型案例;进而推导概括出聚合大规模电动汽车充电负荷参与电力市场调控的要点,即用户响应意愿和聚合优化调控机理的分析和建模,并完成相关典型模型的整理和分析。(2)基于用户响应特征分析构建考虑用户响应意愿的可调电动汽车识别模型。从充放电特征、车辆特征、时间特征和偏好特征四个方面分析用户响应特征;并根据用户响应特征分析结果构建四个物理可调特征元素和四个用户响应意愿特征元素,共同构成用户可调性识别的特征元组;考虑用户可调性识别过程的复杂性和大数据特征,构建基于门控循环单元(Gated recurrent unit,GRU)的用户可调性识别模型,以实现对用户可调性特征元组的识别判断。(3)针对不同充电负荷聚合调控目标,构建基于双延迟深度确定性策略梯度算法(Twin delayed deep deterministic policy gradient algorithm,TD3)的电动汽车调控方案优化模型。基于电动汽车充电负荷优化调控过程中的负荷调度物理场景分析和充放电负荷成本效益分析,构建聚合优化调控典型场景模型;基于聚合商优化调控的多样化需求,如考虑电网稳定性的平抑负荷波动需求和考虑综合效益的市场收支平衡需求,构建充电负荷聚合优化调控的目标模型;进而基于场景、目标等的环境和动作设置情况,设计基于TD3深度强化学习的充电负荷聚合优化调控求解模型,实现大规模电动汽车聚合充电负荷的实时调控优化。(4)依托A市典型日的电动汽车充电数据构建仿真场景对本文所提模型的实践效果进行验证。整理外部负荷数据、充电负荷数据、电力市场参数等重要数据内容构建充电负荷聚合调控优化的整体环境空间和状态空间;进而采用GRU模型对电动汽车用户可调性进行识别,并从识别结果的用户特征方面和模型计算效果方面进行总结分析;最后基于TD3模型对识别结果为可调的电动汽车用户进行充电负荷优化调控,并从优化方案的调控效果方面和调控模型适用性方面进行总结分析;最终结果证明了本文所提模型的优越性和策略的适用性。本文提出了基于大数据平台和人工智能技术的电动汽车用户可调性识别模型和充电负荷聚合调控优化模型,并通过实证研究证明本文模型在精准性、适用性、鲁棒性和优化效果等多个方面的优越性,该模型能够为大规模充电负荷的聚合调控提供技术支撑,促进需求侧电力市场的发展和新型电力系统的建设。
其他文献
电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)和模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)是直流输电技术的两种重要形式。目前,一种整流侧选择L
学位
随着社会经济与科技的日益发展,能源在人类生产生活中的地位越来越高。热能是一种十分常见的能量形式,日常生活和工业生产都离不开热能的参与。与单相传热相比,气液相变传热能够产生更多热量,无论是直接使用还是储存都具有很高的效率。气相进入液相产生气泡,气泡与液相直接接触传热能够减少中间过程产生的热损失,是理想的相变传热方式。研究气泡动力学有助于强化传热,对热能的高效利用具有重要意义。针对液相中气泡行为持续时
学位
寻找SF6环保替代气体是目前电力行业一项迫在眉睫的工作,C4F7N/CO2混合气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能,被认为是当前最具潜力的SF6替代气体。C4F7N/CO2混合气体在开断过程中会出现碳析出现象,在设备长期运行过程中会对混合气体的绝缘性能产生影响,研究表明少量O2的加入不仅会对C4F7N的分解产生抑制作用,而且可以有效减少碳的析出。然而O2作为一种新的缓冲气体,其加入对C4F7N/CO2
学位
随着我国清洁能源战略的发展,尤其是“双碳”战略目标与整县域光伏发展政策的提出,以风电、光伏等为代表的分布式电源(Distributed generation,DG)迅速发展,其大规模接入配电网已成为不可阻挡的趋势。然而分布式电源的过高渗透率会对配电网运行产生不利影响,包括电压抬升、潮流反送、电能质量下降等问题,甚至会对配电网稳定运行和供电可靠性造成影响。所以,目前亟需对配电网可接入分布式电源的容量
学位
随着电力系统的日益电力电子化,电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)成为新能源并网和直流电网中实现电压等级变换及功率路由的一种重要设备。PET常以双有源桥(Dual Active Bridge,DAB)为中间级,可以实现功率大小和方向的灵活调控。DAB外接级联H桥(Cascaded H-Bridge)后,外部端口电路通过不同模块间的串并联组合可构成多种类
学位
期刊
随着社会的不断发展,工业污染等带来的环境问题和能源问题日渐严重。但是,随着人们环保意识的不断加深,越来越多的人开始重视环境问题,发展高效且清洁的环境解决技术就显得尤为重要。光催化技术,就是解决这一系列问题的有效方法之一,将太阳能合理且高效的应用于能源补充和环境污染治理已经成为了研究领域的一项十分重要的课题。二氧化钛就是最先被发掘研究的催化剂之一。除此之外,压电催化解决环境污染问题是近年来发现的另一
学位
随着科技不断发展,城市化水平加快,人口数量不断增加,空气污染问题日益引起人们的广泛关注。空气污染会导致空气中有害物质增加,空气质量下降,甚至诱发人类的多种疾病。为了能够正确认识空气污染现状,治理环境空气,需要科学有效地对空气质量进行评价。针对环境空气质量评价问题,本文给出基于改进空气质量指数的环境空气质量评价、基于改进模糊层次分析法的环境空气质量评价和基于均值参照的变权综合评价等,并进行了实证分析
学位
化石燃料的日益枯竭以及环境问题导致风能和太阳能等可再生能源引起广泛的关注,这些可再生能源的利用高度依赖于电化学储能系统(ESS)的时效性。过渡金属硫氧化物因其理论容量高、安全性好、生态友好、储量巨大等优点,近年来受到了广泛关注,成为一种非常有前途的电化学储能电池负极材料。然而,由于循环过程中体积变化大,以及动力学限制和热力学限制,它们往往表现出低初始库仑效率、低倍率能力和快速容量衰减。根据这些问题
学位
作为电动汽车的动力来源,锂电池的安全状态监测显得尤为重要。锂电池的充放电性能、循环寿命及安全性都与电池的温度紧密相关。为确保整车电池组都处在安全工作温度范围内,需建立能够对电池温度变化做出快速响应的电池热管理系统。目前,监测电池温度的主要方法是在电池组内部布置足量的温度传感器,通过传感器的响应,驾驶员能够掌握电池的安全状态。在实际工作中,电动汽车电池组产生的热量会随着车辆速度、天气状况、驾驶模式等
学位