Balancing service provision by EV aggregator in different TSO-DSO coordination schemes
作者: Hang Nguyen, Phuong Nguyen, Koen Kok
分类: eess.SY
发布日期: 2025-02-12 (更新: 2025-07-13)
💡 一句话要点
针对不同TSO-DSO协同方案，研究电动汽车聚合商平衡服务提供策略
🎯 匹配领域: 支柱四：生成式动作 (Generative Motion)
关键词: 电动汽车聚合 TSO-DSO协调 平衡服务 分布式能源 混合管理 拥塞管理 电力市场
📋 核心要点
- 现有TSO-DSO协调方案中，TSO间接利用DSO管理的资源，可能对配电网造成负面影响，且DSO调整可能影响TSO服务。
- 论文提出一种混合管理的TSO-DSO协调方案，研究电动汽车聚合商在此方案下提供平衡服务的策略。
- 通过仿真分析，结果表明混合管理方案更有利于聚合商，且冬季向上调节需求高，聚合商利润更高。
📝 摘要（中文）
配电系统中分布式能源（DER）渗透率的提高催生了新的市场参与者——聚合商。聚合商作为一个促进者，使灵活性资产所有者能够进入不同的市场。其中，电动汽车（EV）聚合商因其不断扩大的使用和在各种类型市场（特别是备用市场）中提供服务的潜力而受到越来越多的关注。目前，输电系统运营商（TSO）间接利用配电系统运营商（DSO）管理的这些资源，这可能会对配电网产生负面影响。相反，由于缺少TSO使用信息，DSO的调整可能会影响向TSO提供的服务。这些因素突出了评估不同TSO-DSO协调方案下聚合商的服务提供的重要性。本文重点研究电动汽车（EV）聚合商在TSO-DSO混合管理协调方案中为平衡服务提供的灵活性，并将其与DSO管理协调方案进行比较。全面评估了聚合商在不同协调方案和仿真场景下对价格波动和TSO请求的反应。此外，通过DSO的拥塞管理过程分析了它们对电网的影响，并使用来自荷兰配电网络真实部分的数据进行了验证。结果表明，混合管理协调方案比DSO管理方案给聚合商带来更多好处，并且由于需要更多的向上调节服务，电动汽车聚合商在冬季比夏季获得更多利润。
🔬 方法详解
问题定义：论文旨在解决在不同TSO-DSO协调方案下，电动汽车聚合商如何优化其平衡服务提供策略的问题。现有方法的痛点在于TSO和DSO之间的信息不对称以及协调不足，导致资源利用效率低下，并可能对电网稳定性和可靠性产生负面影响。
核心思路：论文的核心思路是比较DSO管理和混合管理两种TSO-DSO协调方案下，电动汽车聚合商的收益和对电网的影响。通过模拟聚合商对价格波动和TSO请求的响应，评估不同方案的优劣，并分析其对DSO拥塞管理的影响。混合管理方案旨在通过更紧密的TSO-DSO协调，提高资源利用效率和电网稳定性。
技术框架：论文的技术框架主要包括以下几个部分：1) 电动汽车聚合商的建模，包括其响应价格信号和TSO请求的行为模型；2) DSO的拥塞管理模型，用于评估聚合商行为对配电网的影响；3) TSO-DSO协调方案的建模，包括DSO管理和混合管理两种方案；4) 仿真平台，用于模拟不同场景下的电网运行情况。
关键创新：论文的关键创新在于对混合管理TSO-DSO协调方案的评估，并将其与传统的DSO管理方案进行比较。通过仿真分析，揭示了混合管理方案在提高聚合商收益和改善电网运行方面的优势。此外，论文还考虑了季节性因素对平衡服务需求的影响，并分析了不同季节下聚合商的利润变化。
关键设计：论文的关键设计包括：1) 电动汽车聚合商的成本模型，用于计算提供平衡服务的成本；2) DSO的拥塞管理算法，用于识别和缓解配电网中的拥塞；3) 混合管理方案中的信息共享机制，用于实现TSO和DSO之间的协调。具体的参数设置和算法细节在论文中进行了详细描述。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
实验结果表明，混合管理协调方案比DSO管理方案给聚合商带来更多收益。具体而言，在混合管理方案下，聚合商能够更好地响应TSO的平衡服务需求，从而获得更高的利润。此外，实验还发现，由于冬季向上调节服务需求较高，电动汽车聚合商在冬季的利润高于夏季。该研究使用了来自荷兰配电网络真实部分的数据进行验证，增强了结果的可信度。
🎯 应用场景
该研究成果可应用于电力市场的优化设计和TSO-DSO协调机制的改进。通过采用混合管理等更有效的协调方案，可以提高电动汽车等分布式能源的利用效率，降低电网运行成本，并提高电网的稳定性和可靠性。此外，该研究还可以为电动汽车聚合商提供决策支持，帮助其制定更优的平衡服务提供策略。
📄 摘要（原文）
The increasing penetration of Distributed Energy Resources (DERs) in the distribution system has led to the emergence of a new market actor - the aggregator. The aggregator serves as a facilitator, enabling flexibility asset owners to get access to different markets. In which, EVs aggregators are gaining more attention due to their expanding use and potential to provide services in various types of markets, particularly in the reserve market. Currently, TSO indirectly utilizes these resources under the management of the distribution system operators (DSO), which can negatively impact the distribution grid. Conversely, adjustments from DSOs can impact service provision to TSO due to the shortage of TSO usage information. These factors highlight the importance of evaluating the service provision from aggregators under different TSO-DSO coordination schemes. This paper focuses on the provision of flexibility from electric vehicles (EVs) aggregators for balancing service in the TSO-DSO hybrid-managed and compares it with the DSO-managed coordination schemes. The behavior of aggregators reacting to price fluctuations and TSO requests under different coordination schemes and simulation scenarios is thoroughly evaluated. Additionally, their impact on the grid is analyzed through the DSO's congestion management process and validated using data from a real part of the Dutch distribution network. Results find that the hybrid-managed coordination scheme gives more benefit to the aggregator than the DSO-managed scheme and the EVs aggregator will gain more profit in winter than summer due to more upward regulation service is needed.