中国超快充电站全生命周期经济性分析北大核心

超快充电技术通过大幅度提升充电设备的充电功率,可以有效改善电动汽车用户的充电体验,但其运营经济性的分析是其投资推广的前提条件。文章针对超快充电站的经济性展开理论研究。基于全生命周期理论,对充电基础设施的成本收益结构进行分析,建立充电基础设施经济性评估模型,并提出相应的评价指标。以6.6 k W常见慢充充电桩和350 k W超快充电站为对象,完成二者全生命周期成本收益的计算,并进行对比分析。研究成果将为我国超快充电站的建设和推广,以及相关政策的制定提供有价值的参考。     

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。     

基于全生命周期分析的电动汽车充换电站成本收益评估

针对电动汽车充换电站的运营,考虑充换电设施建设、充电站运营、换电站运营、监控与智能调度运营等多个环节,对充换电站的成本收益结构进行系统建模,提出了基于全生命周期分析的电动汽车充换电站成本收益评估方法。以广州市充换电设施规划数据为例,对电动汽车充电站、换电站进行了成本效益对比分析,并进一步分析了充换电服务费、政府补贴和充电机造价等因素对于电动汽车充换电站盈亏水平的影响。     

“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。     

电动出租车专用分散式和集中式快充设施 联合投资优化

提出一种电动出租车专用快充设施投资优化模型,提高电网及充电设施利用率,减轻充电对出租车运营影响。采用Voronoi图理论和带容量限制的排队论,仿真电动出租车充电需求在分散式快充站与集中式快充站之间的转移。计及两类快充站间的充电需求转移,以出租车运营者因充电行为附加支出的耗时、耗能成本,充电设施投资成本,充电站到电网接入成本的总和最低为目标,考虑出租车、快充站点以及电网三方面的运营约束,建立两类快充站的联合优化模型,并提出求解算法。以某城市电动出租车保有量达到1 000辆为规划场景,算例表明模型通过优化出租车专用分散式快充站和集中式快充站投资配比,能有效减少出租车电能补给途中的耗时、耗能成本。     

满足电动汽车快充需求的含储能复合型充电站充电优化策略

电动汽车(EV)快速充电站的功能正逐步向集成风光储等综合能源的复合型充电站方向发展,选择一种能够提高快速充电系统各方效益的充电优化策略有助于推广EV及新能源产业。在此背景下,通过电价激励手段,制定了提高EV与复合型充电站综合效益的充电优化策略。首先,基于EV充电时间成本与充电经济成本建立了EV综合最优路径规划模型;然后,根据EV决策结果所得不同的快充负荷及车流量,各复合型充电站通过调度站内储能,构建了复合型充电站的效益优化模型,以EV综合成本最优及复合型充电站综合效益最优为双重优化目标。以某区域18 km×18 km路网为算例对所提优化策略进行仿真,结果表明所提优化策略可有效降低EV充电综合成本,并大幅提高复合型充电站的综合效益。     

电动汽车充电模式选择与充电负荷计算的研究

电动汽车充电站的科学规划、合理建设是基于广大电动汽车车主充电需求和充电模式的,规划的的第一步是要精确分析西安市部分区域中电动汽车的充电负荷情况。电动汽车充电站的建设不仅仅需要考虑到的电动汽车用户充电的方便性,同时还应该考虑到充电站接入电网的成本。文中通过分析对比快充、慢充、换电3种电动汽车充电模式,选择符合现状的充电模式,最终提出基于蒙特卡罗模拟方法的负荷计算模型。     

基于Huff模型的电动汽车充电站选址定容方法

对于用户充电选择行为随机性的欠考虑,导致充电站服务范围划分和容量配置不合理的问题,提出了一种基于Huff模型的电动汽车充电站选址定容方法。综合考虑充电站规模、充电价格、用户充电成本对用户充电选择行为的影响,利用Huff模型分析用户对不同充电站的选择概率,并基于用户的选择概率确定充电站的服务范围和充电需求;综合考虑用户充电可达性、规划区域总功率、电动汽车充电功率,以充电站年总成本最小为目标,建立充电站的选址定容模型,并采用免疫克隆选择-变邻域搜索混合算法求解模型。MATLAB仿真结果表明所提选址定容方法能合理地划分服务范围,提高充电站规划的经济性。     

基于自适应量子遗传算法的电动出租车充电站规划

电动出租车充电基础设施的科学布局与建设对于电动出租车的推广具有重要的意义。考虑到对于以收益最大为目的的电动出租车驾驶员而言,时间价值具有重要的意义,以充电站建设及运行维护年费用、出租车前往充电站耗时年成本、充电等待时间年成本及配电网网络损耗年费用构建全社会年总成本目标函数,以配电网安全运行为充电站布局规划的约束条件建立模型。在量子遗传算法中引入自适应调整策略,并与Voronoi图法相结合对模型进行求解,基于Voronoi图划分的充电站服务范围,采用排队论的M/G/c对充电站容量进行优化配置,从而实现电动出租车充电站的选址定容。最后,以36节点的路网和33节点的配电网络为例说明了模型和方法的有效性和实用性。     

基于LCC和量子遗传算法的电动汽车充电站优化规划

电动汽车充电站优化规划是电动汽车与智能电网灵活互动的重要研究内容之一。面向电动汽车充电站运营周期,详细分析了充电站的成本效益及全寿命周期成本（LCC）的计算方法;基于上述工作,提出利用交通路网车流量信息估算充电站容量,以充电站运营商获得的净现值收益最大为优选目标,以交通路网车流量、电网电能质量和经济性、用户充电需求为约束条件,确定充电站的选址和容量;进一步地,提出了计及LCC的充电站优化规划模型,并采用量子遗传算法求解该模型。算例仿真表明,优化规划模型及其求解方法有效。     

城市纯电动汽车发展模式论证方法

电动汽车的大规模发展,已成为一种必然趋势。影响和制约电动汽车发展的因素主要为蓄电池的储能量、经济成本以及公用基础配套设施。电动汽车常用充电模式的选择有3种,常规充电、更换电池和快速充电,其中快速充电目前仅一种应急措施,用于对前2种模式的补充。选择不同的充电模式,将对充电经济成本、充电基础设施以及对电网产生不同的影响,故为确定各城市或地区适用的电动汽车发展运营模式,针对充电模式评价与选择,基于实践应用和理论优化两个层面对电动汽车的两种主流充电模式——插充模式和换电模式的社会效益、经济效益、技术性、安全和电网影响5个方面进行综合分析,提出相适应的指标评价方法,并用算例进行计算验证了评价体系的合理有效性。     

考虑规模化电动汽车负荷的柔性台区安全经济运行边界

柔性台区将若干个传统交流台区通过柔性装置互联,能够充分利用各台区变压器的容量,提升对电动汽车的接纳能力。文中首先针对柔性台区建立了一维安全经济运行边界模型,并提出采用安全裕度百分数作为度量机制,为调度人员提供直观的系统运行状态和安全裕度,实现主动调度。进一步地,基于凸包络构建柔性台区的二维安全经济运行域模型,方便调度人员对多个充电站进行协同管理。仿真结果表明,安全经济运行边界能够同时计及系统的安全性和经济性,可拓展性强;经济指标对安全经济边界的形态有较大影响;柔性台区中的直流充电桩和交流充电桩的安全经济运行边界具有不同的形态;基于凸包络的二维安全经济运行域模型能够有效反映系统运行状态的安全性和经济性。     

基于模糊隶属度的充电站多目标优化调度

为兼顾充电站运营商的经济效益与配电网的安全性,建立充电站内电动公交车参与车联网（vehicle to grid, V2G）的多目标优化调度模型。所建模型不仅考虑了电动公交车的出行需求,还考虑了充电站内车-桩的连接状态。由于模型的优化目标间相关性小,故采用模糊隶属度函数对其进行模糊化处理,并基于最大最小理论将多目标优化问题转化为以最大化满意度为目标的单目标优化问题进行求解。仿真结果在无序充电和参与V2G两种模式下对单目标策略和多目标策略进行比较分析,验证了文章所述电动公交车参与V2G的多目标优化调度模型的经济性和有效性。     

考虑低碳收益的电动汽车充电站选址规划

电动汽车充电站选址规划,不仅考虑运营成本最小,而应以收益最大化为规划的最终目标,考虑收益时不仅要考虑经济收益,还应考虑在节能减排方面产生的社会收益。建立了计及低碳收益的充电站选址规划模型,重点考虑充电站建成后的社会收益,从法律政策、技术改革、市场环境3个方面分析了影响社会收益的因素,对建立的考虑社会收益的电动汽车充电站选址规划模型,采用微分进化算法对其进行求解,并针对某一具体案例进行仿真分析。     

基于排队理论的充电站最优配置

在分析电动汽车充电行为的基础上,利用MATLAB建立了充电服务系统的排队模型,仿真的目的在于寻求顾客与充电站暇务设置之间的平衡点,保证充电站具有最佳的服务效率和最合理的配置。根据统计规律得出相关参数,最后综合考虑充电站的投资费用、充电装置的闲置率及顾客的满意度等因素,进而得出充电站为满足一定的服务水平应该设置的充电装置个数。研究结果表明,通过合理配置充电设施数量,可以提高充电坫的服务效率以及设备的综合利用率,从而进一步验证了模型的有效性。     

电动汽车换电站设计模型的建立与优化

在全球能源问题越来越严峻的情况下,电动汽车的发展已经上升为国家战略,电动汽车换电设施是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。紧密结合唐山北郊电动汽车换电站项目建设,研究换电站系统的工程设计计算模型和方法,对影响工程规模和运行经济性的主要参数:换电需求量、换电设计能力、换电工位数量、充电工位数量等进行工程建模优化分析计算;在理论分析计算的基础上,形成换电站的充换电系统标准建设方案,为本地区后续换电站的建设提供参考依据。     

城市电动汽车快充站网络建设管理探讨

分析当前城市电动汽车充电设施存在的主要问题,介绍基于流程的城市快充站网络建设管理理念和过程,提出城市电动汽车快充站网络建设管理改进方向,为城市电动汽车充电设施建设提供参考。     

基于改进免疫克隆选择算法的电动汽车充电站选址定容方法

随着电动汽车渗透率的提高,充电基础设施规划应更加科学、合理,提出一种基于改进免疫克隆选择算法的电动汽车充电站选址定容方法。首先,分析充电站的容量、位置和服务范围之间的关系,以充电站的覆盖率和重合度、规划区域内的功率以及充电站的充电功率为约束条件,建立以充电站年总成本最小为目标的充电站选址定容模型。然后,提出一种抗体间亲和力的计算方法以及多项式变异对免疫克隆选择算法进行改进,使其更适用于电动汽车充电站选址定容模型的寻优迭代求解。最后,利用MATLAB进行算例分析,结果验证了模型和算法的有效性。