基于虚拟电机的V2G新型充放电控制策略

为了提高电动汽车车辆到电网(V2G)的稳定性,增强其友好互动,设计了一种新型电动汽车V2G充放电模型,并提出了基于虚拟电机的电动汽车V2G充放电控制策略。电动汽车DC接口采用虚拟直流电机控制,电网AC接口采用虚拟同步电机控制。与传统V2G结构相比,在两侧接口处采用隔离型双向DC/DC变换器连接。在此基础上,对于虚拟直流电机的参数整定,根据电动汽车初始电池荷电状态(SOC)确定阻尼系数以决定电动汽车组的功率分配,并根据SOC的变化实时调节虚拟惯量以提高电动汽车参与电网频率调节的能力。在不同电网状态下对具有不同初始SOC的电动汽车采用所提控制策略进行仿真测试,结果表明,该策略能够在兼顾电动汽车用户需求的同时,有效协调V2G功率双向流动,并减少并网点谐波电流,进而维持电网稳定运行。     

电动汽车有序充放电控制与利用研究新进展

电动汽车大规模接入电网会增加电网运行的不确定性,电网侧亟需做好相应准备。采用有序充放电控制可以减小电动汽车的时空不确定性给电网带来的影响,缓解电网升级扩容压力,采用V2G技术可以为电网提供辅助服务,丰富电网的运行方式。根据国内外最新研究进展,从充电负荷建模与计算、电动汽车接入对电网产生的影响、电动汽车有序充电控制、电动汽车为电网提供辅助服务4个方面进行评述,并指出未来的研究方向。     

基于虚拟同步策略的电动汽车V2G充放电系统研究及样机实现

为了解决大规模电动汽车和大容量新能源接入电网导致的电网负担加重及频率、电压等关键指标波动问题,提出将虚拟同步(Virtual Synchronous,VS)控制策略应用于电动汽车双向充放电(Vehicle-to-Grid,V2G)系统中。首先设计基于虚拟同步原理的充放电系统结构,其次在VS控制器中设计虚拟惯量、阻尼及励磁等参数,使V2G系统具备传统电网的运行外特性,并对工作模式分类。在Matlab R2019a/Simulink环境中,充放电的同时模拟频率和电压扰动,对典型的工作模式进行仿真分析。结果表明:所使用的虚拟同步控制策略在V2G系统中具有良好的有功、无功跟踪性能;能够快速响应电网异常并及时调节充放电功率或向电网反馈无功功率,提高了电网的稳定性和抗干扰能力。最后,基于虚拟同步策略研制出一台60 kW充放电样机,并成功应用于示范项目中。     

基于PSO算法的电动汽车有序充放电优化

研究提出了一种对电网需求侧负荷变化进行建模和控制的方法,考虑了电动汽车开始充电时间,充电时长和初始充电状态(SOC)的随机性,建立了接近现实世界住宅配电网中电动汽车充放电的随机模型,提出了基于粒子群优化算法的智能充电和车对网(V2G)策略。该控制策略主要用于提高电能质量和平滑电网负荷需求。然后,在不同的电动汽车渗透水平下对三种不同的充电形式进行模拟:无序充电、无V2G有序充电和有V2G有序充电。仿真结果表明:无序充电会严重增加峰值负荷,造成较大的电压偏移。而提出的有序充电方法可以有效降低电压偏差,平滑负载需求曲线。同时,当在所提出的有序充电中考虑V2G时,在较低的PHEV渗透水平下,峰值负荷将减小,并且电压偏移也将减小,随着PHEV渗透水平的提高,V2G的优势将越来越大。     

计及V2V技术的电动汽车有序充放电策略

基于电动汽车相互充放电技术(V2V)提出了电动汽车的有序充放电控制策略。策略根据电动汽车的充放电行为及用户的计划,将电动汽车分为3类。为制定充放电计划时充分考虑电动汽车的实际状态,提出了电动汽车的"再归类"方法;并以总充电费用最小为目标函数,电网运行指标及电动汽车状态为约束条件,并结合"用户优先度指标"制定充放电计划。仿真结果表明,利用"再归类"方法可准确判断电动汽车是否能够放电或暂停充电;有序充放电策略能够有效地利用V2V技术完成负荷的削峰填谷,明显降低了用户的充电费用,具有良好的实用价值。     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

V2G充放电站系统CAN总线通信协议的制定与实现

在发展智能电网的大背景下,汽车到电网(vehicle to grid,V2G)技术备受关注。电动汽车可以通过V2G充放电系统进行充放电。充放电过程中,汽车与充放电站系统需要通信协议进行实时数据交互。以CAN(controller area network)2.0B为标准,对CAN总线应用层进行开发,制定出符合我国国情的V2G充放电通信协议。通过实验测试,提出的通信协议能够保证电动汽车充放电过程中信息可靠交互。     

基于需求响应的电动汽车充放电电价与时段研究

大规模电动汽车无序充放电将会对电网负荷造成"峰上加峰"的不良影响,因此合理引导充放电行为至关重要。首先,计及电动汽车反向入网(vehicle-to-gride,V2G)情况,在综合考虑电动汽车用户成本和电网公司利益的基础上,制定了电动汽车充放电电价上下限。然后,以电网负荷峰谷差率最小和电动汽车用户参与V2G成本最低为目标,建立了充放电时段优化模型。最后,用NSGA-II算法对该模型进行寻优求解。算例表明,通过价格型需求侧响应的引导策略,对实现系统负荷"削峰填谷"和提高电动汽车用户收益具有一定效果。     

考虑电网–用户多目标的V2G模式研究

为深入研究用户参与V2G后频繁充放电对用户用车时间的约束情况及V2G的可行性,首先在分析了车辆行驶行为的基础上,构建充电负荷模型,并通过蒙特卡洛法基于统计规律计算了电动汽车在无调控状态下接入电网后的负荷情况,通过与原负荷的比对,分析了电动汽车在无调控状态下对电网的影响情况。其次依据研究现状,利用粒子群算法对电动汽车参与V2G的可行性进行了分析。最后,具体分析了电动汽车响应V2G对用户用车时间的限制性因素,提出电动汽车集群响应V2G后对电动汽车出行行为约束的数学模型,在存在博弈关系的电网调控目标及用户便利度目标之间利用维护全局的帕累托最优集搜寻最优解以平衡双侧问题,并进行了算例分析验证。为应对当前电动汽车优化调度及电力系统双侧问题提供新的理论依据。     

V2G模式下的电动汽车有序充放电控制模型研究

以变压器容量和电动汽车电池限制作为约束条件,以电动汽车用户充放电成本最低和电网负荷方差最小作为目标函数,构建了电动汽车在V2G(车辆到电网)模式下的充放电控制模型,分别制定电动汽车无序充电、基于分时电价的无序充电和电动汽车优化充电模型,在比较分析的基础上,提出V2G模式下的电动汽车有序充放电控制模型的设计方法。基于Lingo软件完成仿真验证,仿真结果表明:与其它3种充电模型相比,所提出的控制模型可进一步起到减少用户充放电费用和减小电网负荷方差的作用。     

基于随机森林算法的电动汽车充放电容量预测

文中提出一种电动汽车充放电容量的组合预测方法.首先,基于电动汽车历史充电数据和用户参与电动汽车与电网互动(V2G)意愿的调查数据,分析车辆荷电状态(SOC)特性、出行时间特性以及用户对价格的敏感度,建立随机森林分类模型,判断车辆是否参与V2G调度,并对影响用户决策的特征因素进行重要性评估.其次,采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车出行和充放电情况,并分别预测充放电容量.最后,以办公区为例进行仿真,对比分析多种充放电模式下的电动汽车充放电行为与负荷分布.所构建的随机森林分类模型的准确率为0.917,能够有效区分V2G计划时段内电动汽车的充放电行为,仿真结果验证了所提预测框架的有效性.     

电动汽车充放电对电网影响研究综述

随着大容量电池技术、电动汽车技术的发展和成本的降低,电动汽车的数量将急剧增长,其随机充放电行为将为城市电网的安全稳定运行带来新的挑战。从电动汽车充电设备及充放电特性出发,分析了电动汽车充电行为对电网负荷平衡、电源容量、电能质量、环境等方面的影响。探讨了电动汽车V2G模式在车网通信、削峰填谷、频率调节、新能源协调运行等领域的应用前景,并展望了含大规模电动汽车的城市电网动态运行机制、电动汽车与电网的协调优化经济运行、V2G多场景发展等相关领域的下一步研究工作。     

基于B2G模式下电动汽车参与电网互动运行策略

V2G（vehicle to grid）是目前电动汽车参与电网互动的主要模式,但也存在很多问题,影响电动汽车进一步发展。相较之下,B2G（battery to grid）模式解决了V2G模式下模型庞大繁复,难以控制的问题。提出了一种基于B2G模式下的电动汽车参与电网互动策略,以申报用电调整计划的方式,根据电站实时运行状态,以电站运行经济效益最大化为目标,求解最优用电调整计划,从而达到互动效果。通过银川某电站的示范运行,证明该策略具有可操作性,可以带来良好的经济效益。     

基于模糊控制的区域电动汽车入网充放电调度策略

提出一种基于模糊控制的电动汽车入网(V2G)充放电调度策略。首先,提出V2G管理系统的整体结构,其主要由有序充电调度系统和V2G变流器控制系统组成,前者合理安排各充电桩的充放电功率,实现削峰填谷的辅助功能;后者响应上层调度下发的功率指令,控制实际充放电行为,提供稳定的电能变换和能量交换的接口。然后,在有序充电调度系统中综合当前配电网的负荷特点,对当前接入充电站的全部电动汽车进行调配,并采用模糊控制算法计算充放电功率并下发给各充电桩,改善区域电网的负荷特性,实现削峰填谷的辅助功能。最后,通过仿真实验证明所提有序充电调度系统在满足电动汽车充电需求的同时,能够充分地利用电动汽车负荷的灵活性;在实现对电网削峰填谷的同时,有效地避免了电网负荷低谷时段大量电动汽车充电引起新负荷尖峰的问题。     

电动汽车参与电网调峰的模型及调度策略研究

"汽车-电网"互联(Vehicle to grid简称V2G)技术体现了电动汽车与电网的互动关系,随着电动汽车数量的快速增加和充放电技术的成熟,电动汽车必将成为智能电网的重要组成部分,并有望参与电网调峰平抑负荷波动。建立了一种电动汽车参与电网调峰的模型,提出了基于粒子群算法的调度策略。基于某地区典型的日负荷曲线,研究了电动汽车对电网调峰的影响。     

V2G模式下电动汽车平抑负荷波动的优化策略

在V2G（Vehicle to Grid）模式下,电动汽车与电网能够实现功率的双向流动。当电动汽车大规模应用时,可以利用其充放电功能,平抑电网的负荷波动。在电动汽车规模化应用的前提下,对电动汽车进行分类,将私有类电动汽车作为研究目标,建立其1天内的功率模型,提出了基于改进粒子群算法的电动汽车优化调度策略,能有效抑制电网的负荷波动。     

电动汽车负荷对配电网可靠性影响的量化分析

针对当前电动汽车的规模化发展趋势以及电动汽车到电网V2G(Vehicle-to-Grid)技术的应用,对电动汽车大规模接入后的配电系统可靠性进行相关研究。基于统计学建模方法,建立了不同控制模式下电动汽车的充放电功率模型以及时变负荷模型,提出了故障情况下采用V2G技术恢复供电的孤岛形成策略,计及元件的盆浴型寿命周期,利用序贯蒙特卡罗法对电动汽车接入后配电系统的可靠性进行全面准确的评估。以IEEE-RBTS Bus6测试系统主馈线F4为实例,从电动汽车负荷的控制类型、接入位置、渗透率三方面分别对系统的可靠性指标进行量化分析,研究结果为今后电动汽车的发展规划提供了有益的参考。     

基于V2G技术的电动汽车实时调度策略

随着电动汽车逐渐普及,其对电网的影响也不断扩大。为加强电动汽车与电网间协作,充分利用电动汽车在电网能量调度中的高度灵活性,提出一种基于V2G技术的电动汽车实时调度策略。首先以降低充电成本和网损成本为目标,建立电动汽车调度模型。然后通过构建网损灵敏度指标分析电网节点性能,基于电网负荷制定分时电价,通过潮流计算和凸优化算法实时求解得到电动汽车充放电策略。最后以IEEE 33节点配电网为例验证了所提策略可以有效降低充电成本与网损成本,同时分析了电动汽车渗透率、V2G占比对车网协作效果的影响。     

智能电网与电动汽车双向互动技术综述

车辆到电网(V2G)技术实现了电网与电动汽车的双向互动,是智能电网技术的重要组成部分。从V2G技术的概念出发,分析了V2G技术的工作原理、充放电业务流程,指出了要发展和推广V2G技术,电动汽车企业和电网企业应在相关标准制定方面加强研究和合作。最后阐述了V2G相关技术国外研究应用现状、V2G技术对电动汽车产业、智能电网的重要意义。     

基于微网的电动汽车与电网互动技术

随着电动汽车的渗透率越来越高,其无序充放电行为会给电网的正常运行带来负面影响。电动汽车与电网互动(V2G)是一个很好的解决办法。基于微网的V2G模式被用于电动汽车与电网之间的能量交换,并建立了以微网负荷波动最小、可再生能源利用率最大及车主获得的收益最大为优化目标的多目标优化模型。针对该优化模型的求解,首先提出了变阈值优化算法,并在此基础上进行了改进,提出了充放电速率可调优化算法。优化结果证明了这两种算法能够通过合理的调度来提高可再生能源利用率,改善微网内部电量供应和需求不平衡问题以及增加电动汽车车主的收益。