一种基于需求分析的电动汽车有序充电实施架构

公共电网如何消纳大量电动汽车充电负荷的接入,为电动汽车提供便捷可靠的能源补给,是电动汽车电能供给面临的重要问题之一。由于电动汽车充电负荷具有一定的积聚效应,对电网特别是供电终端配电网的运行会带来多方面的影响。引导电动汽车用户有序充电,对充电负荷进行有效管理是趋利避害的必要措施。对电动汽车充电需求的构成要素,以及影响电动汽车充电需求的关键因素进行了分析。提出了一种从充电负荷配置和充电需求引导两方面展开的电动汽车有序充电实施方案。结合电动汽车充电基础设施的不同设置模式,引入虚拟充电单元作为电网侧负荷配置的基本单位,建立了从电网优化运行到电动汽车充电终端的分层分布实施架构。     

基于用户驾驶行为特性的电动汽车有序充电策略

电动汽车用户重点关注充电的便利性,但用户在享受便利的同时往往会对电网产生不良的影响。因此,在充电过程中如何同时兼顾用户的便利性和电网的安全性,成为亟待解决的问题。针对上述问题,提出基于用户驾驶行为特性的电动汽车有序充电策略。采用主成分分析和模糊聚类相结合的方法研究用户的驾驶行为特性,预测电动汽车的续驶里程。据此计算车辆每次充电的充电量,同时根据局域配电网负荷曲线,对电动汽车充电进行调度。通过模拟群体电动汽车用户的出行行为,对比分析了电动汽车在无序充电和不同用户响应率下有序充电时的配电网负荷曲线,结果表明所提策略可以有效地减少配电网负荷的峰谷差,提高用户对有序充电策略的积极性。     

基于分时电价的电动汽车有序充电控制策略设计

文中以减小电网峰谷差作为主要目标,结合电网分时电价时段划分与局域配电网负荷波动情况,提出了电动汽车充电分时电价时段划分方法,并建立了以用户充电费用最小和电池起始充电时间最早为控制目标的数学模型.利用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的充电行为,对比分析了电动汽车在无序充电和有序充电模式下的仿真结果,表明:通过电动汽车响应充电分时电价,能够有效减小峰谷差,并提高用户满意度.针对电动汽车用户对有序充电的不同响应系数,仿真计算了局域配电网的负荷曲线,结果表明:受充电分时电价影响的用户越多,对于抑制因电动汽车接入而引起的局域配电网负荷的波动越有利.     

基于自适应遗传算法的规模化电动汽车智能充电策略研究

电动汽车充电负荷在时空上具有不确定性,大规模电动汽车无序充电会导致配电网峰值负荷超过设备允许极限,给电网运行带来严重影响。以平滑配电网日负荷曲线为优化目标,建立了考虑各电动汽车用户充电需求约束的规模化电动汽车智能充电控制策略求解模型,并采用自适应遗传算法求解。以IEEE33节点配电网系统为例,基于蒙特卡洛随机模拟规模化电动汽车并网场景,对比研究了无序充电和智能充电两种控制模式下电动汽车负荷对配电网的影响,验证了利用所提方法对实现平滑负荷的有效性。     

电动汽车充电对配电网负荷的影响及有序控制研究

针对电动汽车规模化应用对电网规划运行带来的负面影响,提出采用集中式与分布式结合的优化控制理念,建立协调控制模型.集中式控制以电网负荷波动最小化作为优化目标,分布式控制以动态时间窗内充电需求与集中式优化控制结果之间的偏差、用户充电成本最小化以及延长电池寿命为优化目标,实现了电动汽车充放电的动态优化控制.以山东电网规划数据为例,考虑充电时间、充电模式、不同渗透率等因素,分析无序充电、时段控制充电、有序充电等多情景下电动汽车充电对配电网负荷的影响,结果验证了充电负荷模型和优化控制算法的有效性与可行性.     

电动汽车接入电网的影响与利用

未来电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)的大规模接入,将给电力系统规划和运行带来不可忽视的影响。从电动汽车充电负荷建模与仿真计算、电动汽车接入对电力系统的影响、电动汽车的充放电控制与利用3大方面,讨论电动汽车接入电网的研究现状。指出电动汽车充电负荷分析应考虑的主要因素;总结电动汽车接入对电源发展、电网运行、充电设施与配电网规划方面的影响,并分析电动汽车有序充电及与电网互动(vehicle to grid,V2G)的研究现状和应用难点。最后,对今后的研究方向进行讨论。     

计及电动汽车不确定性的有序充电调度策略

大量电动汽车的接入,对智能电网调度提出了新要求。采用合理的充电调度策略可以充分发挥电动汽车在智能电网中削峰填谷等作用。在此背景下,首先分析影响电动汽车充电负荷的因素,根据电动汽车充电特性建立电动汽车充电负荷模型。然后,综合分析电动汽车用户的使用需求,在此基础上建立考虑电动汽车充电不确定性的电网调度随机最优潮流模型。最后,以一标准33节点配网测试系统为例,比较自由模式下和有序充电调度模型下电网负荷曲线,证明了所提出电动汽车充电调度模型在平滑电网等效负荷波动方面的有效性和可行性。     

面向局域配电网的电动汽车充电控制系统

根据局域配电网的特点,建立了满足电网和电动汽车用户需求的充电控制系统模型。该系统包括充电分时电价时段划分模块、有序充电模块和用户响应评价模块。充电分时电价时段划分模块利用模糊聚类和曲线特点辨识的方法,并结合用户响应评价模块的分析结果,对充电分时电价进行了时段划分。根据时段划分的结果,有序充电模块以用户充电费用最低和尽早充电以及电网负荷曲线方差最小为目标对电动汽车进行有序充电管理。对充电控制系统进行了建模仿真,仿真结果表明:与即来即充的无序充电结果相比,该系统不仅以最低的充电费用完成用户的充电需求,而且利用电网昼夜负荷较低处充电,合理分散了用电高峰期电动汽车的充电功率。     

规模化电动汽车有序充电对居民区配电网的影响

大量电动汽车接入配电网,必然会对配电网产生极大的影响。基于蒙特卡罗模拟方法计算了充电负荷,并根据北京市某地区的实际配电网搭建典型配电网结构。首先分析了不同渗透率下电动汽车无序充电对电网的影响,然后给出了基于电网侧与用户侧双向充电目标的有序充电方法,并与无序充电时的情况进行对比。结果显示有序充电能起到很好的削峰填谷作用。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。