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清华四川能源互联网研究院张纲等:基于充电权交易的区域充电微市场运营策略


本文受国家电网公司科技项目“基于充电网络与车联网平台的能源互联网生态体系关键技术与模式研究及示范应用”资助。


原文发表在《全球能源互联网》2019年第5期,欢迎品读。(点击查看)


作者:张纲1,逯帅1,刘永相2,吴春燕1,江冰2,冯义2,许庆强3,肖宇华3


单位:1. 清华四川能源互联网研究院;2. 国网电动汽车服务有限公司;3. 国网江苏省电力有限公司


研究背景

目前在电动汽车有序充电的研究中,很少考虑配网容纳充电设施能力不足的情况,而实际上,为保证台区供电可靠性,要求区内充电桩安装总功率小于变压器容量和用电尖峰的差值。为在有限的配变容量条件下满足更多用户的充电需求,本文研究提出了考虑优先级的充电桩群控制的“微市场”运营策略,设计了“微市场”价格机制,旨在提高充电桩安装总功率限值。

文章导读

1

提出一种局域配电网内电动汽车充电桩集群有序充电的市场化控制方法,使得充电桩的安装总功率可以大于配网容纳能力,满足更多用户的充电需求,提高供电设施利用率,延缓供电设施升级改造的需求。

2

设计“微市场”排队机制生成控制区域实时充电序列;设计“微市场”价格机制,对充电价格进行结算,实现“微市场”内的价格平衡。

重点内容

有序充电“微市场”系统架构如图1所示,主要由用户平台、“微市场”云端平台和本地有序充电控制器组成。

⬆ 图1 “微市场”系统架构

“微市场”排队机制:“微市场”云端平台对用户充电权价格进行排序,在此基础上结合本地有序充电控制器得到的实时“微市场”充电能力,生成控制区域实时充电序列并发送给本地有序充电控制器,控制充电桩的充电状态。

⬆ 图2 “微市场”排队机制

“微市场”价格机制:在“微市场”排队机制生成的实时充电序列的基础上,“微市场”云端平台还需要对充电价格进行结算,实现“微市场”内的价格平衡。可充电用户需要购买充电权,并将购买充电权的花费分配给其他未充电用户作为出售充电权的收益。

⬆ 图3 “微市场”价格机制

假设某小区内有20个7 kW的交流充电桩,变压器容量为630 kVA,充电桩总功率大于该区域变压器容量与其它负荷用电尖峰的差值。本文中,“微市场”交易的时间间隔设置为1 h,若某小时其它负荷为523 kW,则充电桩的可用总容量为107 kW。假设该时段20个充电桩均有电动汽车接入,很明显充电设施总充电能力不能满足充电需求,因此需要启动“微市场”交易机制。

“微市场”云端平台结合用户提交的充电权价格和车辆电池SOC信息对电动汽车充电优先级进行排序,根据实时充电能力,生成控制区域实时充电序列,并对充电价格进行结算,结果如下表所示。

表1 电动汽车充电优先级和实时充电序列

表2 充电权出售收益

本文引文信息

张纲,逯帅,刘永相,等. 基于充电权交易的区域充电微市场运营策略[J]. 全球能源互联网,2019,2(5):509-515.


ZHANG Gang, LU Shuai, LIU Yongxiang, et al. Regional operation of charging micro-markets based on trading of electric vehicle charging rights [J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2019, 2(5): 509-515(in Chinese).

研究团队

清华四川能源互联网研究院分布式资源规划与管理研究所以互联网和信息技术为依托,致力于研究分布式资源的优化调度及参与电力系统控制和运行的机制,以推动分布式的绿色能源、储能、电动汽车和智能负荷等技术的进步和大规模应用,促进能源系统的高效、可靠和可持续发展。

研究所汇聚了来自于美国、欧洲和国内知名研究机构及企业的专家人才。研究所领导团队来自美国西北太平洋国家实验室和ABB公司。研究所和美国杜克电力公司,美国加州大学欧文分校,中国国网电动汽车服务公司,清华大学等大型企业和著名高校都有深度合作。

作者简介

逯帅


高级工程师,分布式资源规划与管理研究所所长


主要研究方向为电力系统运行、新能源接入和负荷响应建模等

E-mail:shuai.lu@tsinghua-eiri.org

张纲


分布式资源规划与管理研究所副所长


主要研究方向为电动汽车运行仿真和优化调度、分布式资源能量管理等

E-mail:gang.zhang@tsinghua-eiri.org

吴春燕


助理工程师,硕士


主要研究方向为电动汽车优化调度、电力系统规划与运行等

E-mail:chunyan.wu@tsinghua-eiri.org

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编辑张鹏

审核:白恺


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