[论文解读] Coordinated Scheduling of Electric Vehicles Within Zero Carbon Emission Hybrid AC/DC Microgrids
本文提出了一种协调调度框架，用于在无大规模储能的零碳混合交直流微电网中对插电式电动汽车（EVs）进行调度，利用EV电池作为分布式移动储能。通过在直流侧集成快充站，并采用混合整数二次规划优化EV的充放电行为，即使在太阳能辐照度较低或逆变器容量受限的情况下，系统仍能实现完全负载供电，EV同时满足个人出行需求与微电网的负荷需求。
Microgrids with AC/DC architecture benefit from advantages of both AC and DC power. In this paper, daily operation problem for a zero-carbon AC/DC microgrid in presence of electric vehicles (EVs) is considered. In this framework, EVs' batteries are mobile energy storage systems, which allow desirable operation of the microgrid during peak demand hours. This study shows in absence of storage system, EVs' batteries can be properly managed to satisfy the system requirements. In the case studies, several sensitivity analyses based on variations in battery degradation costs, solar irradiance, and inverter capacity are investigated.
研究动机与目标
- 实现无大规模储能的孤立混合交直流微电网的可靠零碳运行。
- 研究EV电池如何发挥双重作用：满足日常出行的能源需求，并在可再生能源发电量较低时支持微电网的峰值负荷。
- 评估V2G成本、太阳能辐照度和逆变器容量对系统可靠性与运行成本的影响。
- 证明协调的EV调度可替代微电网中的传统储能系统。
- 提供一种可扩展的、成本优化的调度框架，采用混合整数二次规划。
提出的方法
- 建立混合整数二次规划（MIQP）模型，以优化微电网的日常运行。
- 将EV建模为具有三种运行状态的移动储能单元：行驶中、空闲状态，以及连接电网（充电或V2G）。
- 仅在直流侧集成快充站，以支持高功率充电和V2G支持。
- 采用线性化交流潮流近似方法，在交流侧和直流侧均施加电压、功率流和线路容量约束。
- 将EV电池的退化成本建模为V2G功率注入的函数，并使用可变乘数以反映实际电池磨损。
- 使用节点功率平衡方程，确保在每个母线处，来自EV、可再生能源和逆变器的功率注入与负荷需求相匹配。
实验结果
研究问题
- RQ1EV电池能否在零碳混合交直流微电网中有效替代大规模储能？
- RQ2V2G运行的退化成本如何影响系统满足负荷需求的能力？
- RQ3太阳能辐照度降低对可再生能源利用率和负荷供电可靠性有何影响？
- RQ4逆变器容量限制如何影响交流侧与直流侧之间的功率交换以及整体系统性能？
- RQ5在可再生能源发电量较低或逆变器退化期间，EV在多大程度上可提供灵活性？
主要发现
- 当V2G退化成本乘数为10时，EV不提供任何V2G功率，仅储存满足日常出行所需的能量，系统仍能满足99.7%的负荷需求。
- 在100%太阳能辐照度下，微电网60%的能源来自光伏；在90%辐照度下，由于对多余太阳能的灵活管理，EV充入更多能量（4,490 MWh vs. 4,430 MWh）。
- 当太阳能辐照度降至10%时，微电网仍能满足所有负荷需求；但在10%辐照度下，60%的负荷因可再生能源输出不足而丢失。
- 当逆变器容量降至零时，19.39%的负荷未被满足，表明交流-直流功率交换对储能和可靠性至关重要。
- EV仅在太阳能辐照度超过70%时才开始储存多余电能用于V2G，表明存在可再生能源过剩的可用性阈值。
- 即使在高V2G成本、低太阳能辐照度和逆变器容量降低的条件下，系统仍保持完全负载供电能力，证明了EV灵活性带来的鲁棒性。
更好的研究，从现在开始
从论文设计到论文写作，大幅缩短您的研究时间。
无需绑定信用卡
本解读由 AI 生成，并经人工编辑审核。