考虑网络转移性能的城市快速充电网络规划

针对当前充电站规划布局研究未考虑电力系统和交通系统的深度交互以及用户在充电站之间的转移问题,提出了一种考虑网络转移性能的城市快速充电设施规划方法。首先,结合充电站的多重属性,分析了充电网络、用户出行特性、交通路网和配电网之间的耦合交互关系,并进一步基于复杂网络分析了用户的出行规律;其次,分别构建了考虑道路流量水平约束的充电网络模型和基于用户多样决策的站间转移行为模型;再次,以兼顾电动汽车充电站运营商、电动汽车用户以及配电网的全社会年成本建立充电站选址定容模型;在此基础上,采用基于小世界网络模型交互的粒子群优化算法进行求解,通过在粒子之间构建小世界网络拓扑结构实现信息的交互和传递,并根据粒子的多样性自适应调整粒子间的重连概率;最后,通过实际算例验证了所提规划模型和优化算法的有效性。     

光-储一体电动汽车充电站储能规划

为合理规划电动汽车充电站资源,提出计及多种客观因素的光-储一体电动汽车充电站储能优化配置方法。首先,对电动汽车充电站进行建模;然后,建立计及用户出行特性、季节与排队因素影响的电动汽车充电负荷预测模型,并提出计及环境温度影响的储能系统寿命衰减模型;最后,以充电站成本-收益最优为目标建立储能双层优化配置模型,在内层优化中考虑其边际寿命损耗成本。算例结果表明,所提储能规划方法在满足电动汽车充电需求的同时,可实现充电站运营效益提升。     

电动汽车充电站规划布局与选址方案的优化方法

在兼顾充电站运营者和电动汽车用户双方利益的前提下,提出了一种基于全社会成本最小化的充电站规划布局的优选模型。在充分考虑路网结构、车流信息和用户路程损耗等影响因素的情况下,提出了充电站选址定容的优化方法。该方法以路口节点的交通流量来表示路网中的车流情况,以权重来反映车流密度对充电站服务范围的影响,以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标进行选址,并利用加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分。最后,以全社会成本最小为目标从多种规划方案中选择最优方案作为规划区充电站最终的规划方案。算例表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性。     

考虑不确定性的高速公路光储充电站选址定容

针对高速公路并网光储充电站选址定容中存在的不确定性,提出了一种基于数据驱动的分布式鲁棒优化的两阶段选址定容方法.阶段1基于蒙特卡洛模拟方法得到充电点的位置,利用整数规划模型确定充电站的位置;阶段2兼顾充电站利益及用户满意度,建立基于数据驱动的分布式鲁棒优化定容模型,通过KL(Kullback-Leibler)散度构建以经验概率分布为中心的概率分布模糊集合描述不确定量,利用风险理论将分布式鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划问题,进而对充电站内的充电桩数量及光储容量进行优化.最后,通过环形路网对所提方法进行验证并进行敏感度分析.结果表明:所提方法可行、有效;配置光储设备能降低年均寿命成本;通过控制KL散度公差、样本数量、续航里程、充电功率等能有效平衡系统的经济性与鲁棒性.     

基于用户侧主动充电引导的城市电动汽车充电站扩容规划研究EI北大核心CSCD

充电设施的不合理布局会增加运营商的建设成本,还会影响用户的充电体验和出行效率。为平衡运营商的投资经济性和用户的出行便利性,提出一种基于用户侧主动充电引导的电动汽车充电站双层扩容规划方法。上层计及投资经济性和用户时间成本约束,对区域充电站进行既有站点扩容或选址新建;下层通过数字地图接口获取实时路网信息,以电动汽车充电时间成本最小为目标进行主动充电引导,并将车辆的排队时间返回至上层进行扩容规划。针对双层扩容规划模型,使用基于灵敏度系数的逐次规划方法,设计上下层多轮迭代算法进行有效求解。算例选取上海地区真实测试区域,对区域充电站进行扩容规划分析,结合多个对比场景验证所提方法的可行性与有效性。     

考虑需求响应与碳排放的光储充电站容量配置

针对在光储充电站容量规划中未充分考虑电动汽车充电需求的时间转移特性而导致电动汽车对光伏直接利用率较低的问题,提出了一种考虑需求响应与碳排放的光储设备容量配置方法.首先,基于充电补贴价格与响应时长两方面因素,建立了电动汽车需求响应模型.然后,结合光伏出力特性,提出了以光储充电站新能源消纳为目标的电动汽车充电补贴及储能充、放电联合运行策略.其次,以光储充电站年投资运行成本和碳排放量最小为目标,建立了考虑需求响应运行策略的光储充电站容量配置优化模型,提出了基于遗传算法的光储容量配置求解方法.最后,通过算例仿真,验证了所提模型和方法的有效性与实用性.     

考虑用户出行特性和配电网线路可用裕度的充电站规划

考虑到电动汽车用户、电动汽车充电站和配电网三者之间的相互影响关系,根据路网交通流量和用户出行特性建立了电动汽车用户的年总耗时成本模型。在计及电动汽车充电站和配电网的年总成本的基础上建立了全社会年总成本模型,以此对电动汽车充电站进行优化规划。针对电动汽车充电站接入配电网的馈线布局,考虑了线路的通道资源问题,并建立了可用裕度模型。根据环境条件、社会条件、自然条件等外在条件对充电站的候选站址进行初步筛选。然后,以单位时间内充电站的综合成本最小为目标对充电站的容量进行优化配置。利用离散二进制粒子群算法和删除路径算法实现了电动汽车充电站的选址定容及接入配电网的馈线规划。最后,以33节点的路网和19节点的配电网为例,验证了所提模型及求解方法的合理性和有效性。     

基于用户出行需求的电动汽车充电站规划

结合出行链的概念,对电动汽车(EV)一周的出行活动及充电过程进行动态仿真。在此基础上,提出一种基于用户出行需求的EV充电站优化规划模型。该模型考虑充电站布局对EV充电需求空间分布的影响,以EV群体空驶成本最小化为目标进行充电站选址,以充电站的周最大充电负荷确定建设容量,并选取建设成本最小和充电桩利用率最大的规划方案,兼顾运营商和EV用户的利益。以一个典型的城区为例,验证了该规划模型的可行性和有效性。     

下一目的地导向下的电动汽车充电引导策略

建立一个有效的充电引导模型,实现对车辆的有序充电引导,是未来大规模电动汽车并网的基础和保障。考虑充电完成后,电动出租车到下一寻客地点与电动私家车到最终目的地的便捷性,提出下一目的地导向下的电动汽车充电引导策略。首先介绍了一种基于充电服务网络数据监控平台的电动汽车充电引导系统架构。其次,在考虑车主便捷性的基础上,综合考虑路网结构、出租车需求分布以及设备利用均衡率,结合Floyd最短路径算法和排队论M/G/k模型,以用户到最终目的地的距离、时间成本最小,充电站设备利用率分布均衡为目标,建立电动汽车充电引导模型。最后,在含7个充电站的区域内对所提模型进行仿真验证。结果表明,所提出的充电引导策略能有效兼顾充电站容量及车主出行需求。     

动态能源与地理信息融合的光储充电站电动汽车充电路径引导

电动汽车(EV)的出行、充电行为在对交通系统运行规律造成影响的同时,也使得能源网络负荷的时空分布发生改变。为此,考虑光储充一体化系统的特点,结合大规模EV、区域路网、配电网以及光储充电站的动态信息,构建了精细化的车-站-路-网动态融合模型;在此基础上,分别从用户、交通路网、电网3个角度构建包含行程时间、交通拥堵情况、电网稳定性的多目标优化函数。针对当前模型的高复杂度,运用分层规划和双向搜索思路对LPA*路径规划算法进行改进,从而实现动态环境下的充电路径引导。以某市一区域路网为例进行仿真,结果表明：与现有的策略相比,所提充电路径引导策略能很好地解决因EV充电带来的局部道路拥挤、区域光储能源消纳不均衡等问题。     

基于二层规划并计及负荷预测的电动汽车充电桩选址定容方法

针对城区内电动汽车充电桩选址定容问题,计及充电负荷需求预测并采用二层规划理论建立选址定容模型。针对充电负荷需求预测,采用自回归模型建立其负荷预测模型。以充电桩规划节点与容量为控制变量,以系统综合规划成本最小为目标函数,基于网络拓扑结构和充电负荷预测,计及设备容量配置约束等必要约束条件建立上层模型;以电动汽车用户充电方案为控制变量,最小化用户综合充电成本建立下层模型。下层模型基于上层模型的选址定容方案制定充电计划,同时向上层模型反馈综合充电成本。上层模型制定方案需要计及下层模型的策略。采用萤火虫算法设计模型的求解流程,最后通过一个算例针对河北某地城区内某新区内电动汽车充电站选址定容方案进行了优化,验证了文中模型的有效性和正确性。     

考虑需求差异化和配电网运行风险的充电站规划

针对电动汽车充电站规划与用户需求及配电网运行的适配性问题,在采用EV空间转移概率模型来模拟用户出行不确定性时考虑充电站规划对用户充电行为的影响;综合建设成本、用户充电体验和配电网运行风险等需求建立充电站规划目标;建立空间权重来反映不同功能区域对充电站需求的差异,提出计及空间权重的两级加权Voronoi图进行充电站服务范围分区;分别基于粒子群优化算法和循环支路替换法提出充电站选址定容和充电负荷接入节点优化方法。以一个规划区为例,通过不同充电站数下规划方案对比选出最优方案,结果表明,考虑空间权重的TWVD分区方法比加权Voronoi图具有更好的分区效果。     

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。     

面向“代客加电”服务的电动汽车充电引导策略

为解决电动汽车面临的充电难题,提出面向“代客加电”服务的电动汽车充电引导策略。首先,充分考虑“代客加电”服务,对电动汽车充电引导场景及充电影响因素进行分析。其次,以最优化电动汽车用户充电经济成本、代充电服务侧利益以及充电站设备利用率为目标建立充电引导模型,并采用改进的灰狼优化算法引导电动汽车的充电行为。最后,对某城市主要城区内具有充电需求的电动汽车进行仿真。结果表明：面向“代客加电”服务的电动汽车充电引导策略能够有效减少电动汽车用户充电经济成本、代驾司机代充电过程中的时间成本以及距离成本,同时实现充电站间设备利用率均衡分布。     

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。     

考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略

电动汽车在节能减排、推动“双碳”进程等方面有着传统汽车无法比拟的优势。然而，大规模出行电动汽车无序充电可能会加重配电网负荷波动甚至引起节点电压过低等安全问题。为此，提出了考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略。首先，基于配电网原始负荷及节点电压情况，建立了分区域分时电价定价模型，建立电价与负荷情况之间的相关性；其次，以所制定的电价为基础，在各个充电站分别制定电动汽车充电行为预备调度方案，调度的原则是电动汽车的充电费用最低，从而引导电动汽车在负荷低谷进行充电，参与配电网的负荷优化；再次，建立以充电费用、出行总时间以及行程距离三者权值之和最小为目标的电动汽车充电站选择函数，为电动汽车推荐充电站并规划最优行驶路径，同时提升用户经济性和配电网运行的安全性；最后，以修改的IEEE33节点配电网为例，验证了该策略可以有效提升电动汽车用户出行满意度并兼顾配电网的运行安全。     

计及碳排放的电动汽车充电站多目标规划

合理的电动汽车充电站规划是推广应用电动汽车的基础。提出一种计及碳排放的电动汽车充电站多目标选址定容规划模型,模型以充电站建设运行成本、用户充电耗费时间和驶向充电站引起的碳排放为综合优化目标,以充电站的容量限制为约束条件,并采用Pareto最优前沿分析可选的选址定容方案。为确定可选站址所服务的区域范围,提出一种基于需求点栅格化和Voronoi图求解的计算方法。最后,通过案例分析验证了该规划模型和求解方法的实用性和有效性,为电动汽车充电站的选址定容提供了新的思路。     

考虑车流信息与配电网络容量约束的充电站规划

提出一种计及路网结构、车流信息、配电网络结构和容量约束等因素的城市区域电动汽车充电站的规划模型.该模型在配电网络的容量约束条件下,以用户在充电路程中的损耗成本和充电站线路投资之和最小为目标来进行站址和接入位置的选择,通过加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分,并利用排队论原理进行充电站的容量优化配置.最后,在兼顾电力公司和电动汽车用户双方利益的前提下,以全社会成本最小化为目标来进行充电站规划方案的优选.算例分析表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性.     

电动汽车充电站规划研究

综合考虑了用户出行规律、电动汽车分布和路网结构等影响因素,建立了充电站规划的最小成本优化模型。根据路网结构内的车流量,采用蒙特卡罗法计算规划区内电动汽车的总充电功率需求。根据电动汽车的分布特性,引入重心法改善初始站址,使站址更靠近充电需求重心,并通过调节加权Voronoi图的权重,提高服务范围划分的合理性。利用排队论原理以最大到站排队等候时间确定充电站容量,使充电机台数配置与电动汽车数量更匹配。实际算例分析验证了规划方法的可行性和合理性,并评析了4种充电模式下大规模电动汽车充电对原始负荷曲线的影响。结果表明,低谷充电模式对原始负荷曲线的影响最小,并能有效降低电网峰谷差。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后,以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷,进而确定光储充电站储能容量最优解。最后,利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明,未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰,有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%,考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%,实现了削峰填谷,增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。