考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测及对电网负荷影响分析

电动汽车充电站的充电负荷与该充电站的车流量、电动汽车电池的起始荷电状态、用户选择的起始充电时间、电动汽车的车型和不同的充电模式都有关联。不同的时间段,不同的充电站类型对应的充电负荷有很大不同,计算电动汽车充电负荷的一般公式算法很难得到。根据电动汽车用户的充电习惯,研究不同类型充电站的充电汽车数量,电动汽车充电时长以及充电模式的选择,提出考虑时空分布的电动汽车负荷仿真预测方法。以沿海某市为例,该方法能有效预测各种不同类型充电站的电动汽车充电负荷,能够为电动汽车充电站的规划建设以及对电网的负荷影响提供依据。     

基于混合整数规划的电动汽车有序充电方法

提出了在满足电动汽车充电需求的基础上尽量降低充电站充电成本的有序充电控制策略。分析了电动汽车充电所需时间与用户给定时间的关系,结合用户所需充电量,以充电站电费成本与电动汽车充电欠缺量惩罚费用之和最小为目标函数,以充电功率以及充电电量为约束,根据运营模式不同分别建立了充电过程中可更换充电机与不可更换充电机的数学模型。通过仿真模拟充电站2天内电动汽车的充电需求,基于混合整数规划和启发式快速算法求解数学模型,得到2天中充电站的充电决策矩阵和每辆电动汽车的充电欠缺量,验证了所提有序充电控制策略的可行性。仿真结果表明:与无序充电方案相比,有序充电控制策略可以更好地利用充电站的资源为用户服务,有效地降低了充电成本,并且有助于电网负荷的削峰填谷。     

城市供地不足的电动汽车充电网络规划方法

针对大多数城市充电设施的最优选址无法得到满足的问题,提出了适用于供地不足城市的电动汽车充电网络规划方法。首先根据城市的实际条件给出电动汽车充电站的备选站址;然后基于能量等效原则将规划区域内加油站售油量折算为等效充电量,采用等负荷距分配法将等效电量分配至充电站和分散式充电设施进行负荷预测;最后校核约束条件确定最终规划方案。案例分析表明,分散式充电设施可满足私人充电需求且具有一定的公共服务能力,充电站可提供更大规模和更大功率的充电服务。     

集中充电模式下的电动汽车调频策略

由集中充电站、充换电站、配送站、充电桩等有机组成的电动汽车智能充换电网络建设是应对人口密集地区电动汽车规模化发展的一种较为合理的商业模式。针对集中充电统一配送这种换电模式,考虑到电力市场环境下电力价格不确定性对电动汽车集中充电站有序充电及提供调频容量服务决策的影响,基于对调频容量调用比例和电池损耗成本的分析,构建了单向和双向两种能量传输模式下,电动汽车集中充电站在日前能量市场和日前调频市场协同调度的鲁棒优化模型,以合理制定次日各交易时段的充电计划与所提供的调频服务容量。之后,采用IBM公司开发的高效商业求解器CPLEX 12.2对所发展的鲁棒优化模型进行求解。最后,以一个为8个电池配送站提供充电服务的集中充电站为例,说明了所发展的模型与方法的基本特征。     

电动汽车充电站充电模式探讨

介绍了电动汽车充电模式,结合内蒙古乌海市地区特点和交通发展状况提出了3个阶段的建设规划：第l阶段,建议建设2座机械快换充电站,并且在其中建设一部分快充装置;第2阶段,海勃湾区需要配置7座快速充电站,乌达区需要配置7座快速充电站;第3阶段,海勃湾区一乌达区之间建设2对充电站,海勃湾区一海南区之间建设2对充电站。并建议充电站充电模式采用以机械充电与快速充电有机结合的方式。     

电动汽车充电站充电模式探讨

介绍了电动汽车充电模式,结合内蒙古乌海市地区特点和交通发展状况提出了3个阶段的建设规划:第1阶段,建议建设2座机械快换充电站,并且在其中建设一部分快充装置;第2阶段,海勃湾区需要配置7座快速充电站,乌达区需要配置7座快速充电站;第3阶段,海勃湾区—乌达区之间建设2对充电站,海勃湾区—海南区之间建设2对充电站。并建议充电站充电模式采用以机械充电与快速充电有机结合的方式。     

城市EV时空充电负荷预测及充电站规划研究

针对目前城市电动汽车（electric vehicle, EV）充电站存在盲目建设、规划不合理导致的部分充电站利用率低、用户充电满意度低等问题,同时为适应“双碳”目标下发展大规模EV的充电站规划需求,提出一种基于蒙特卡洛模拟和回声状态网络（echo state network, ESN）拟合的城市EV时空充电负荷预测方法,进一步开展EV充电站规划研究。首先考虑城市交通路网结构和区域主要功能,将待规划区域进行网格划分并作为待建充电站备选位置;利用蒙特卡洛方法对各类EV进行多种模式的出行链模拟,获取各网格区域内的EV充电负荷数据集;为拟合各网格内EV充电负荷的多样化分布特征,建立基于回声状态网络ESN学习算法的EV时空充电负荷预测模型,实现一定EV保有量下待规划区内EV时空充电负荷的预测。进一步考虑待规划网格区域内的最大充电预测负荷等约束条件﹑以充电站的建设和运维成本、EV用户充电出行成本以及配网损耗的综合成本最小为目标,建立EV充电站的规划模型,利用粒子群算法进行模型求解得到待规划区的充电站建设位置、数量及容量;最后以某城区EV充电负荷预测及充电站规划为例进行计算,验证了所提方法及模型的...     

“车-站-网”多元需求下的电动汽车快速充电引导策略

提出一种面向电动汽车(车)、快速充电站(站)、配电网(网)多元需求的电动汽车快速充电引导策略。首先介绍了“车-站-网”协同模式下充电引导架构,并基于起讫点分析得出的快充需求分布结果,提出一种双层队列模型模拟快速充电站动态队列。然后,根据动态队列和节点电压约束下配电网快充负荷接纳能力,采用动态电价需求函数建立充电电价模型,以用户充电成本最小为目标引导用户选择快速充电站。最后,以某市部分主城区为例,对1 000辆具有快充需求的电动汽车在不同参与度下进行仿真。结果表明,所提充电引导策略能够在节约用户充电成本的同时,提高快速充电站的运营效率,保证配电网的运行安全。     

基于效用最大化原则的电动汽车充电站负荷特性分析方法

随着电动汽车规模化的发展,其充电负荷的时空预测为充电站配网建设和和充电设施规划建设提供了数据支撑。因此,文中基于效用最大化原则提出了一种的电动汽车充电站负荷预测方法,首先基于出行链建立电动汽车的时空分布模型,然后基于效用最大化原则和时间成本法分析了电动汽车用户充电消费选择,最后运用蒙特卡罗方法对充电站负荷进行仿真预测。与相关文献仿真对比,验证了所提方法的有效性和正确性,并分析了不同渗透率下和不同充电站位置下电动汽车充电站的充电负荷特性。结果表明,随着电动汽车渗透率提高,其充电行为的集中化增大了系统峰谷差;合理布局电动汽车充电站位置,可以使各充电站充电负荷更加均匀。     

考虑充电功率的电动汽车快充站充电设施优化配置

为实现电动汽车快充站内的经济建设,同时分析充电功率在充电站规划中的影响,提出了一种电动汽车快充站充电设施优化配置方法。以电动出租车为例,分析其出行特征,并基于排队论分析各个时段内站内排队系统的运行指标,建立分时段的用户等候时间成本计算模型。以充电站投资成本和用户等候时间成本之和最小化为目标函数,建立考虑装置利用率、排队时间、配电容量和占地面积的充电设施配置优化模型,在模型中同时对充电设施的充电功率和数量进行优化,实现快充站内社会成本的最小化。通过算例验证所提方法的可行性以及优化充电功率的经济性。     

计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化策略

大规模电动汽车无序接入充电站不仅会引起配电网负荷“峰上加峰”,还会造成充电拥堵,延长电动汽车排队等待时间。建立了计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化模型。在上层模型中,以配电网负荷方差和上下层调度计划偏差综合最小为目标实现系统负荷“削峰填谷”,使负荷曲线更平坦。在下层模型中,建立基于多队列多服务台的充电站排队系统,减少电动汽车出行时间和充电费用。采用遗传算法和蚁群算法分层迭代求解模型,以含有4个充电站的IEEE 33节点配网系统为例进行仿真,结果通过与无序充电、Active Scheduling(AS)模型对比表明:所提模型在优化配电网系统负荷、减少电动汽车出行时间和充电费用等方面具有一定的有效性。     

电动汽车充电负荷的时空双层优化调度策略

大规模电动汽车的无序充电行为将给电网带来强烈的冲击,威胁电网安全经济运行。本文针对电动汽车快充背景下的充电负荷优化调度问题,提出了电动汽车充电负荷的时空双层优化调度策略。在上层模型中,利用电网分时电价以充电站运营商购电成本最小为目标,确定电动汽车充电负荷在时间维度上的最优分配。下层模型中,提出根据充电站拥挤程度制定动态分时分区充电电价,以用户充电费用与充电用时最少为优化目标,使用采取非线性递减分组率的改进猫群算法求解各时段电动汽车空间维度下的充电选择。最后通过算例验证了所提策略的有效性,能够满足电网、充电站运营商与电动汽车用户三方的利益,适用于大规模电动汽车快充的友好接入。     

考虑电动汽车充电负荷空间分布的系统特性分析

电动汽车充电的便捷、安全是电动汽车产业化的必要保障。电动汽车充电负荷具有一定的随机性和集聚性,充电负荷接入电网的位置和容量不同,势必给电网带来不同的影响。如何适应电动汽车充电负荷的接入成为电网建设规划中面临的重点问题之一。基于现有的电动汽车充电方式的讨论,考虑电动汽车充电负荷随机分布和局部集中分布两种方式,通过仿真计算,详细研究了接入电网的电压和损耗特性,并对关键因素进行了分析。结果显示,接入电网的电压和损耗特性与充电负荷的分布密切相关。最后提出电动汽车充电站点设计和选址依据。     

改善配电网负荷特性的充电站有序充电优化策略

充电站的建设与运营是电动汽车发展的基础性工程。以持续时段内配电网负荷方差最小为优化目标,以充电站的规模和用户需求为约束条件,基于粒子群优化算法提出了结合配电网负荷特性的充电站有序充电的动态优化方案。利用概率分布随机模拟的方法模拟用户的运行特征,对不同渗透率下,将动态优化的有序充电和到站即充的无序充电二者在负荷特性上进行对比分析。研究结果表明,通过动态有序充电优化方案可以降低负荷波动,优化配网特性,起到移峰填谷的作用。     

基于条件风险价值的电动汽车充电站规划

针对电动汽车充电负荷的假日性以及负荷预测的不确定性,基于条件风险价值构建了电动汽车充电站规划模型。基于出行链,结合Dijkstra最短路径算法,利用蒙特卡洛随机模拟得到快慢充负荷的时空分布。以充电站建设数量最少为目标,满足所有充电需求点为约束,建立选址模型。考虑用户等待时长,以充电站建设成本最小为目标,建立定容模型。为解决定容模型中充电负荷假日性以及负荷预测随机性,利用鲁棒优化将定容模型转化为机会约束规划,引入条件风险价值工具进行求解。以某区域充电站规划为仿真算例,算例结果验证了该方法能够增强充电站规划模型的鲁棒性,具有可行性。     

电动汽车充电负荷时空分布预测

采用最小二乘法与灰色关系度理论建立了电动汽车保有量预测模型,将车辆状态转移矩阵引入传统停车需求模型,预测了电动汽车随时刻变化的实际泊车分布特性;基于蒙特卡洛方法,针对电动私家车、电动公交车、电动出租车、电动公务车各自对应的充电需求,分别模拟了其充电行为,推测出了不同用地类型区域的电动汽车充电负荷曲线。文中结合徐州市公共汽车运营现状,给出了大型充电站的规划布局建议,为充电站规划建设提供理论支撑。     

电动汽车的充电模式及充电设施建设运营模式研究

在政府对电动汽车产业的大力推动下,我国电动汽车产业将步入快速发展期,这也极大地推动了电动汽车充电站和充电桩的建设,大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。电动汽车的普及程度、类型、充电时间、充电方式以及充电特性的不同会使电动汽车对电网的影响发生变化。介绍了世界范围内电动汽车电池的四种充电模式:换电模式,有线慢充,有线快冲,无线充电。这四种充电模式目前处在不同的发展阶段,面临不同的问题,并各自具有不同的发展策略。对目前已经形成的电动汽车制造厂商主导模式、电网企业主导模式和第三方建设运营企业主导模式,进行分析研究和比较。     

计及相似日与气象因素的电动汽车充电负荷聚类预测

电动汽车充电负荷精准预测对于电网调度、电力市场交易、充电站规划建设等具有实际意义。由于电动汽车充电负荷特性异于传统的电力负荷,两者负荷的规律性及影响因素的敏感性各有不同,有必要针对电动汽车充电负荷影响因素及预测模型开展针对性研究。考虑到不同类型电动汽车充电负荷时间序列特性及影响因素存在差异,构建考虑日类型、最高与最低温度的电动汽车充电负荷预测模型;采用模糊C均值(fuzzy C-means, FCM)聚类算法对充电负荷进行聚类分析,挖掘数据特征属性,提取相似日负荷;针对聚类后的相似日负荷采用最小二乘支持向量机(least square support vector machine, LS-SVM)进行预测。将所得的预测结果和测试集进行对比,结果显示,基于该模型的预测精度高于使用非聚类的LS-SVM方法,验证了预测模型的有效性。     

基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电策略

提出基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电控制方法。该方法在综合考虑用户的充电需求和电网负荷水平的基础上,以削峰填谷为目标,采用启发式算法动态求解接入充电站电动汽车的分时电价时段,由用户自主响应,以实现充电站内电动汽车有序充电。为验证所提方法的有效性,采用蒙特卡洛方法模拟用户充电需求,对电动汽车充电站在有序充电和无序充电两种情形下的配电变压器负荷、充电站运营经济效益和用户充电成本进行仿真计算和分析。结果表明:相较无序充电方法,用户通过自主响应充电站制定的动态分时电价激励,可显著降低充电站的运营成本和电动汽车用户的充电成本,并有效实现充电负荷削峰填谷。     

基于思维进化算法的电动汽车有序充电控制策略

大量电动汽车充电会加大充电站负荷峰谷差,影响充电站安全稳定运行。因此提出了一种基于思维进化算法(MEA)的电动汽车有序充电控制策略:以用户充电费用最少和充电站负荷峰谷差最小为目标函数,采用MEA算法动态计算接入充电站电动汽车的最优充电时段,由用户自主响应,从而实现充电站内电动汽车的有序充电控制。为验证该策略的有效性,利用蒙特卡洛方法模拟用户充电需求,对算例进行仿真分析。结果表明:与无序充电相比,有序充电控制策略可在降低电动汽车用户费用的基础上实现充电负荷的削峰填谷;相比于使用遗传算法,MEA算法具有一定优势。