中国超快充电站全生命周期经济性分析

摘 要：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 kW常见慢充充电桩和350 kW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。     

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。     

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。     

青海首座光储一体化电动汽车充电站建成

<正>近日,青海首座光储一体化电动汽车充电站在海北藏族自治州建成。该充电站集成了光伏发电、智能充电桩、储能电池等多项先进技术。其中,光伏装机容量为35k W,日发电量约200度,储能装机容量150k WH,充电桩12座,可为国内外各主流品牌电动汽车提供直流快充、交流慢充服务。该充电站配备了青海百能公司自主研发的锌溴液流储能电池,突破了光伏电站无法在夜间为电动汽车充电的瓶颈,使电动汽车可真正使用到绿色无污染的新能源电力。光储一体化电动汽车充电站是青海省科技厅2015年度科技     

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。     

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。     

电动汽车储能式直流快速充电站系统集成设计研究

随着电动汽车的不断推广,充分解决未来电动汽车长距离行驶过程中的电能补给需求,研究电动汽车快速充电站系统将会推动新能源行业的发展。研究经济合理的基于直流母线的电动汽车储能式直流快充站系统集成总体集装箱方案,提出基于直流母线的直流快充站能量管理控制策略,研制基于直流母线的模块化直流快充站直流充电设备和监控管理系统,建立接入梯次电池储能系统的直流快充站示范工程,为未来电动汽车充电设施技术发展及实践验证提供一定的参考价值。     

考虑充电电池组循环利用的集中充电站容量配置

"集中充电,统一配送"模式是电动汽车产业重要的充电模式之一。为了提高集中充电站规划建设的经济性,在考虑购置充电基础设施的前提下,计及了购电成本和初期购置电池组成本,以投资成本最小为目标,以满足电动汽车用户的换电需求为约束,建立了集中充电站容量优化配置模型。基于峰谷分时电价机制,并对配送计划进行优化以提高电池组的循环利用率,实现购置电池组数量的减少和负荷峰谷差的平抑。采用Lingo软件求解,得到充电站最优容量配置结果和各时段电池组充电策略。通过算例仿真验证了模型的有效性,灵敏度分析表明,峰谷电价划分方式是影响集中充电站的容量配置的关键因素。     

电动汽车充换电站的成本效益模型及敏感性分析

电动汽车充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)是中国电动汽车应用的重要基础设施之一,得到了广泛关注和示范推广。BCSS的成本收益模型对BCSS商业化推广是至关重要的,文中探讨了电动汽车BCSS的组成结构和运营模式,选择以电池租赁运营模式的BCSS为研究对象,考虑了其投资成本、运营和维护费用、人工薪酬等成本及充换电服务等收益,建立了基于净现值动态评价指标的电动汽车BCSS成本效益模型。最后以中国某大型电动汽车充换示范电站为实例,分析了该电站在全寿命周期内的成本收益模型,并进行了敏感性分析,得出了影响BCSS收益的关键因素依次为充换电服务价格、电池租赁费用、购电价格等。该模型及分析结果为电动汽车BCSS商业化运行提供了成本收益评估和决策依据。     

计及光储快充一体站的配电网随机-鲁棒混合优化调度

针对区域配电网内新建快充电站所带来的充电负荷增长可能引起的线路阻塞、电压越限和网损增加等问题,提出一种计及光储快充一体站的配电网日前优化调度方法,通过储能的有功和无功优化决策,改善充电负荷大规模接入带来的运行问题。首先,基于历史车辆出行数据和电动汽车用户出行行为模拟,获取区域内各快充电站充电负荷的随机概率场景;其次,综合考虑快充负荷、光伏及配电网原有负荷的不确定性,基于二阶锥松弛和对偶理论,建立配电网随机-鲁棒混合优化调度模型;最后,以13节点路网和改进的IEEE-33节点配电网耦合系统为例进行仿真分析,结果表明所提方法能够有效提升配电网运行经济性,保障不确定环境下系统运行的可靠性。     

不同负荷渗透率下的快充电站功率补偿设备配置优化策略

随着电动汽车数量增加,快充电站的负荷渗透率逐渐提高,如何降低快充电站对配电网电能质量的污染并实现经济稳定运行,成为配电网研究的重点。基于此,根据快充电站的负荷渗透率,将电动汽车行业的不同发展阶段划分为不同充电场景,分析不同场景下的负荷特性;然后建立储能系统(energy storage system,ESS)和静止无功发生器(static var generator,SVG)的全周期成本模型,提出不同负荷渗透率场景下快充电站的ESS和SVG协同配置优化策略,并通过上层容量优化和下层运行优化的双层模型进行求解;最后,以IEEE-33节点配电网系统为研究对象,针对不同负荷渗透率场景进行仿真,验证了所提策略的经济性和有效性。     

电动汽车充储放电站储能系统容量配置方法

基于排队论和成本效益分析法,提出一种电动汽车充储放电站储能系统容量配置方法。首先采用排队论构建电动汽车充电站充电服务系统排队模型,据此分析充电站n台充电桩同时提供充电服务的概率和预测充电站充电负荷趋势;其次,采用成本分析法建立充储放一体化充电站的建设成本、产生效益以及削峰负荷同直流充电机柜改造台数间的约束关系;综合二者,建立以成本回收年限为因变量,直流充电机柜改造台数为自变量的函数关系;最后,以某充电站为例,通过所提模型计算,演示了不同改造数量充电机柜的回收周期,验证了方法的可行性。     

考虑目标充电站选择冲突的电动汽车充电引导策略

电动汽车(EV)用户对距离成本、时间成本和费用成本存在不同的偏好,在选择目标充电站时容易发生冲突;同时,不同充电站存在拥挤或空闲现象,导致单位时间盈利与设备利用均衡度较低.为此,提出了一种考虑目标充电站选择冲突的EV充电引导策略.首先,分别建立面向EV用户和充电站的快充需求模型;然后,建立EV充电冲突处理模型以及时响应...     

基于HOMER和禁忌算法的高速公路光储充一体化电站容量优化

为充分利用清洁能源、减少快充电站对电网的冲击,针对并网状态下的高速公路光伏充电站提出了一种容量分级优化策略。首先,分析了光伏充电站容量优化模型及充电需求模型,提出用基于时刻充电概率的蒙特卡洛法进行高速公路充电站的负荷预测,得到充电需求曲线;在综合考虑生命周期内建设成本、运行成本、置换成本、环境成本等系统净现总成本TNPC （total net present cost）小和光伏供电比高的基础上,考虑混合储能,建立了高速公路光伏充电站容量分级优化配置模型,利用HOMER和禁忌算法相结合进行求解。最后,以周期25年使用寿命为例,对高速公路光伏充电站进行优化配置,从容量变化趋势及储能出力等方面进行分析,结果表明,当敏感变量售电量增大和最大容量缺额比减小时,系统配置容量将增大;混合储能比单一储能更加可靠和经济。     

南车时代电动研发'双源双充'技术 大大降低使用成本

<正>南车时代电动研发的'双源双充'技术,为我国破解纯电动客车推广之困提供了新思路。双源双充技术,采取慢充能量型电池和快充功率型电池相结合的方式,让两款电池产品、两种充电模式取长补短。快充功率型电池,通过直流充电,功率高,可高功率充放电,电池寿命长,能满足车辆驱动与能量回收需求。只需架设充电网和380伏电源,无需建设大型充电站,投入成本少,使用门槛低。慢充能量型电