考虑充电站吸引力的EV充电负荷时空分布模拟

电动汽车(electricvehicle,EV)充电负荷时空分布的随机性给电力系统的规划与运行带来了挑战。针对该问题,文章提出考虑充电站吸引力与交通耗时指数的EV充电负荷时空分布模拟方法。首先建立充电站吸引力模型,用以描述用户选择充电站的规律;其次对传统起点–终点(origin destination,OD)矩阵进行修正,用以描述EV的行驶和分布规律;提出交通耗时指数概念,量化用户的行驶耗时;进而使得充电站吸引力模型能够充分计及各种时空因素,通过模拟EV的行驶路径及荷电状态并结合充电站吸引力计算单体EV的充电负荷时空分布矩阵,进一步通过蒙特卡洛模拟推广至群体EV;最后以某典型城区为例,对比分析出租车和私家车的充电负荷形态及充电站吸引力和交通状况对充电负荷的影响,验证了文章所提模型和方法的正确性和有效性。     

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。     

“车-路-网”模式下电动汽车充放电时空灵活性优化调度策略

电动汽车（EV）是具有交通和移动负荷双重属性的跨域主体。EV大规模集中充电会给电网带来冲击,并加剧交通拥堵。为此,提出基于“车-路-网”交互的EV充电负荷时空优化调度策略,对EV的充电行为进行合理调控。首先,建立动态路网模型并结合改进的Floyd算法精确模拟EV行驶路径,预测EV充电负荷时空分布特性。其次,以预测结果为基础,结合电价响应度模型提出基于主从博弈的优化调度策略,对电网、路网和EV用户的收益进行多目标优化。最后,以中国北京市某区域路网及IEEE 33节点配电系统对所提模型的有效性进行仿真验证,结果显示,所提策略可以实现充电站间的负荷时空分布均衡,改善充电站周围路网的交通流量状况,并降低EV用户充电成本。     

考虑电动出租车随机概率行为特性的充电站规划

电动出租车的规模化运营需要以充电设施为支撑,考虑到时间价值对以盈利为目的的电动出租车驾驶员的重要性,以及出租车在选择充电站时兼顾时间损耗大小和寻找乘客便捷性的特点,基于效用函数建立了出租车对充电站的概率选择函数,进而构建全社会年总成本目标函数,以配电网容量和站址间距离为约束建立模型。基于排队理论的M/G/c模型,采用带约束条件的整数规划模型对充电站容量进行优化配置,通过改进的量子遗传算法实现电动出租车充电站的选址定容规划。最后,以49节点的路网和32节点的配电网为例说明了模型和方法的有效性和实用性。     

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。     

基于GPS轨迹挖掘的电动出租车充电站规划

针对现有充电站的规划布局不能充分考虑电动汽车动态充电需求分布和用户充电排队问题的不足,提出了一种基于全球定位系统(GPS)轨迹挖掘的电动出租车充电站规划方法。通过对出租车的GPS轨迹数据和城市交通态势数据进行数据处理,挖掘城市居民打车需求的起屹点(OD)分布特征;设计电动出租车的充电仿真算法,模拟实际场景中电动出租车的接单行为、行驶行为及充电行为,建立电动出租车的充电需求时空分布预测模型;在此基础上,综合考虑充电站建设运行成本、电动出租车到站时间成本及充电等待时间成本,建立充电站规划模型。通过实际算例验证了所提规划模型的有效性,并进一步分析了充电站的建设成本系数、电动出租车的时间成本折算系数、权重系数大小等参数对规划结果的灵敏度。结果表明：居民打车需求的OD分布决定了电动出租车的充电需求时空分布情况;在进行充电站规划时,充电机数量受充电站数量的变化影响较大,且电动出租车时间成本的变化对总成本的影响相对较明显。     

电动出租车充电负荷的时空随机分布特性

随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及程度的不断提高,其充电负荷的时空分布随机特性给电力系统安全与经济运行带来了挑战。在此背景下,提出一种计及电动出租车行为时空随机特性的充电负荷分析方法。首先,针对乘客出行特性和2种充电运营模式即快速充电和换电模式,分析电动出租车的行为模式。接着,通过对城市交通路网进行网格划分,确定各交通小区的地理坐标信息。然后,基于网格化的交通路网,构建描述电动出租车行驶、目的地与路径选择、充/换电行为的数学模型并采用蒙特卡洛仿真实现。最后,以杭州市电动出租车的运行情况为例说明所提方法的基本特征,计算电动出租车的日充电负荷,比较2种充电运营模式对充电负荷时空随机分布特性的影响。     

基于时空特性以及需求响应的DG和EV充电站多目标优化配置

针对可再生分布式电源(DG)及电动汽车(EV)大规模接入给配电网带来的用电量增长以及电压波动问题,提出一种基于时空特性以及需求响应的DG和EV充电站多目标协调优化配置方法.通过提取城市路网的拓扑结构,监测路网流量,基于交通规划软件TransCAD进行起讫点(OD)矩阵反推,构建出行概率矩阵以描述用户的出行特性;基于蒙特卡洛方法模拟EV的时空分布特性,考虑EV、DG与常规负荷的时序特性,并基于改进K-means算法构建风-光-负荷的典型运行场景;兼顾电网侧与用户侧,以综合效益、系统负荷波动以及充电耗时成本为目标,构建DG和EV充电站的多目标联合配置模型,并采用改进粒子群优化算法进行求解.结合IEEE 33节点配电网与某城区主干道路网模型进行仿真分析,结果验证了所建模型的有效性与可行性.     

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。     

基于动态交通仿真的高速公路电动汽车充电站规划

针对已有研究无法计及路网中车辆出行需求时空动态变化的问题,提出基于动态交通仿真的高速公路电动汽车充电站规划方法。首先,提出了基于路段传播模型LTM的高速公路动态交通仿真方法,实现交通流量时空分布的模拟和充电站电动汽车到达率的准确分析;其次,利用M/M/S排队论模型求取电动汽车的充电等待时间;再次,以最小化电动汽车日充电等待时间和最小化年建设运维成本为目标,考虑电动汽车充电需求、充电便捷性以及配电网容量等约束,建立了高路公路电动汽车充电站多目标规划模型,并基于多目标粒子群算法和VIKOR理论求解该模型得到最优规划方案;最后,通过环形高速路网验证了所提方法的实用性与有效性。     

充电桩群控操作管理单元的设计与实现

利用两个充电桩同时对一辆电动汽车充电的技术,设计了充电桩群控操作管理单元对多个充电桩控制管理,既可对小功率的车单充,又可对大功率的车双充。结合"互联网+"技术提出了手机APP、在线卡和离线卡三种支付方式兼容的充电方法。在软件实现上采用模块化设计,规范充电流程,数据流通过消息总线机制在各模块间传输。在双充操作上,充电桩群中任意两个充电桩都可以组合,组合后在其中任一充电桩上可以启动和终止充电,将充电中双桩设置主桩和辅桩进行管理。通过厦门多个公交站的运营情况表明,该充电桩群控操作管理单元使用是稳定可靠的。与传统的充电装置相比,使用充电桩群控操作管理单元使充电功率选择更多元化,充电站设计成本更低。     

国内外电动汽车充电设施发展状况研究

电动汽车是未来我国发展前景广阔的一种交通工具,电动汽车充电站为电动汽车运行提供能源补给,是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。比较了电动汽车几种充电方式的特点,介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况,对未来我国电动汽车充电的商业模式及发展前景进行了初步研究,提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任。     

电动汽车充电系统建设应用分析研究

通过对电动汽车运行模式、充电量需求等因素的描述,分析了电动汽车的充电需求,提出电动汽车发展对充电技术快速化、通用化、智能化、电能转换高效化等的要求.比较研究了常规充电、快速充电、机械充电等类型的充电模式的优缺点.从电能外部接入角度对充电站的建设作了初步研究.     

基于“损耗-时间”最优的超级电容器充电策略

提出一种基于充电损耗与时间综合目标函数的超级电容器最优充电策略,根据预先提取的电容器“阻-流”特性在线确定不同运行条件下的最优充电电流。对Maxwell 2.7 V/10 F超级电容器单体进行测试,以验证所提策略的可行性。在此基础上,以1 kV/6.7 kW·h的超级电容器为例,通过MATLAB仿真定量分析了充电模式、荷电状态区间以及电容器老化对最优充电性能的影响。研究结果表明：所提策略可在超级电容器不同充电模式、荷电状态区间及老化状态下有效提升系统充电效能。     

电动汽车充电设施的设计与建设

电动汽车是一种发展前景广阔的绿色交通工具,是解决能源和环境问题的重要手段。电动汽车充电站作为电动汽车能源补给站,是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。结合已建成投运的扬州吴州路电动汽车充电站实际情况,介绍了吴州路电动汽车充电站内的CEV1000智能充电运行管理系统的功能及组成,对未来电动汽车商业运营管理模式进行探讨。     

副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计

在电动汽车无线充电的过程中,恒流模式需要快速、稳定地切换到恒压模式以保障电池和电动汽车的安全,这往往需要原、副边之间的通信及原边复杂控制方法的介入。文中提出了一种免去原、副边之间的通信,且不需要原边提供控制手段,仅在副边自动切换谐振补偿网络即可完成恒流充电模式向恒压充电模式的快速切换的方法,同时提出了副边谐振补偿网络参数的设计方法,保证了切换过程中电池充电电压的稳定性。以LCC-LCC向LCC-S谐振补偿网络切换为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证。实验表明,应用所提出的方法,输出的电流和电压随着电池等效负载的改变而保持恒定,且切换过程平滑稳定,结果满足电动汽车充电的要求。     

电动汽车充电模式与充电站建设研究

电动汽车是一种发展前景广阔的绿色交通工具,是解决能源和环境问题的重要手段。电动汽车充电站为电动汽车运行提供能越补给,是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。比较研究了3种类型充电模式的优缺点,并从电能外部接入角度对允电站的建设进行了初步研究。     

基于Hotelling模型的充电服务费双寡头联盟定价方法

为了减少电动汽车充电负荷大规模接入对电网安全稳定运行的负面影响,针对含有多主体运营商充电站的充电市场竞争定价问题,提出了基于Hotelling模型的充电服务费双寡头联盟定价方法。首先,分析了多元充电市场中电网公司、充电站运营商和电动汽车用户各自的利益追求。其次,利用Hotelling模型刻画了充电需求受价格引导的分布特性,设计了多元活性充电市场中的充电站运营商充电服务费定价方案。最后,通过仿真算例分析,验证了所提充电服务费双寡头联盟定价方法的有效性。     

锂离子电池统一充电模型研究

由于电池工作特性的非线性特征,要想获得不同电流充满电的充电时间,需要建立电池的统一充电模型。对锂离子电池进行了0.2 C和1 C的充电实验,将不同电流的充电时间进行标准化,去除欧姆内阻影响后,两条充电电压-时间曲线表现了很高的相似度;采用最小二乘法对锂离子电池充电曲线进行拟合,获得恒温条件下,不同倍率的充电曲线模型。用该模型分别对0.4 C、0.5 C、0.6 C、0.8 C、1 C和1.2 C的充电曲线进行预测,充电至截止电压的时间与试验实际值的误差分别为0.4、0.63、0.8、1.24、1.22、1.13 min。实验表明,充电模型可用来预测不同充电电流的充电时间,为充电控制策略的制定提供了数据支持。     

电动汽车充电设施规划方法

电动汽车作为新能源汽车的主要发展方向之一,越来越受到人们的重视.充电设施的规划建设是电动汽车推广的重要前提.电动汽车充电设施的规划不同于变电站、加油站等服务终端的规划,具有鲜明的特点.将电动汽车充电设施规划划分为示范阶段、公益阶段和商业运营阶段,并分析每个阶段的特点;提出了充电方式的选择优化模型,并基于此对各充电方式进行充电需求预测;提出了间距比、充电容量冗余度、充电电量冗余度等概念,以及充电设施规划的原则、流程和模型.案例分析表明了规划方法的适用性.