Page 11 - 电力与能源2024年第六期

张 杰，等：含换电站的虚拟电厂优化调度策略综述 647

碍换电模式发展的主要原因。2021 年 5 月，国家市 速增长，除了满足电动汽车的换电需求外，还可作
场监管总局批准发布《电动汽车换电安全要求》，同 为储能资源，利用其冗余的充放电功率参与电网
年 11 月，工信部印发了《关于启动新能源汽车换电 调度 。与大规模电网相比，单个换电站的电能
［7］
模式应用试点工作的通知》。这些政策的出台将有 容量相对较小，且电动汽车的充电需求具有随机
力推动电动汽车电池的标准化进程。蔚来汽车等 性，因此单个换电站不能直接参与电力系统的运
多个国内知名企业积极投资开发电动汽车换电站 行与调度。为此，可以通过聚合器将多个具有相

（BSS），并对其商业模式进行创新。换电模式的技 似特性的换电站集中在一起，共同参与电网运营。
术优势包括延长电池寿命、提高运行效率、多个换 目前，换电站的研究主要聚集在换电站聚合器参
［4］
电站集中调控组建可调节的储能资源系统等 。 与电网调度、换电站对电动汽车供电时间的优化
与预测，以及换电站运行策略三个方面。
1 换电站基本结构
在换电站聚合器参与电网调度的研究中，文
换电站由充放电系统、供配电系统、电池更换 献［8］基于正常城市生活负荷的时空特性，提出了
系统和监控系统 4 部分组成 ，其结构如图 1 所 一种考虑城市电网结构强度的 EV 充电策略，并
［5］
示。换电站换电过程如下：当需要更换电池的电 通过供电力矩平衡指标来衡量在一定结构下电网
动汽车驶入换电站区域时，电池更换系统采用自 峰谷供电能力的波动性。文献［9］以电网削峰填
动化技术将电池卸下；然后将电池箱内满电的电 谷、平抑电动汽车充电负荷为目标，提出了利用换
池安装到该电动汽车上。监控系统实时监控整个 电站中更换的电池参与电网运营（B2G）的策略。
换电过程，并在确认换电完成后允许电动汽车离 文献［10］建立了一种基于配电网可靠性的规划模
开换电区域。此外，换电站还通过充放电机在电 型 ，实 现 了 换 电 站 与 配 电 网 的 协 同 优 化 。 文 献
能富余时向电网售卖部分电能，在缓解供电压力 ［11］针对 EV 车主的充电需求，跟进修正日前调

的同时获得收益。 度计划，采用粒子群算法求解换电站与电网的协
调优化模型。文献［12］根据换电模式电动汽车中

电池可分离特性，提出了基于熵权法的实时滚动
修正策略，并通过实例验证了该调度策略能有效
缓解充电负荷的波动。
大量文献对换电站的充放电策略进行了研
究。文献［13］构建了换电站的有序充电策略，以
投资运行成本、负荷波动以及网损为目标函数，提
出了一种考虑电动汽车换电站分布式电源的多场

图 1 换电站结构示意 景协调规划方法。文献［14］通过分析电动汽车换
电池箱中的电池状态分为待充电、正在充电、 电模式与换电站的负荷特性，提出了换电站及电
放电和充电完成 4 种 。待充电状态表示电池等 网对电动汽车充放电行为的有序管理及优化调度
［6］
待充电；正在充电状态表示充放电机正在为电池 策略，不仅提高了换电站的经济效益，还改善了电

箱内的电池充电；放电状态表示电池箱内充满电 网运行的安全性与经济性。文献［15］基于分区电
的电池通过充放电机放电；充电完成表示正在充 池控制方法，建立了共享电池站模型，并提出了一
电的电池已达到满电状态。 种可以控制充电、放电、睡眠与交换过程的电池调
度策略。该策略充换电站运营商的角度出发，以
2 含电动汽车的虚拟电厂优化调度策略
充换电站收益最大化为目标对每时段的电池数量
随着电动汽车的普及，换电充电站的数量快 进行优化。文献［16］通过考虑电动汽车用户的电