探讨电动汽车充电设施规划方式

随着新能源与技术的发展,电动汽车发展备受社会各界关注,而充电设施规划与建设则是其发展的重要基础.相较之变电站、加油站等服务终端规划,电动汽车充电设施规划特点更加鲜明.本文在分析电动汽车充电设施规划影响因素基础上,分析了其具体规划,希望对我国电动汽车充电设施规划发展有参考价值.     

电动汽车充电设施多阶段最优规划

电动汽车充电设施规划对电动汽车普及应用具有重要影响。考虑到未来电动汽车发展存在着很多不确定性,在对充电设施进行规划时就需要对这些不确定性因素进行适当模拟,以确保规划方案的鲁棒性。需要考虑的不确定因素包括电动汽车类型(纯电动汽车或混合动力汽车)、充电或换电、快充或慢充等。目前一般采用的单阶段充电设施规划模型很难全面评估多种不确定性的影响。在此背景下,对考虑不确定性的充电设施多阶段规划问题进行了研究。首先采用随机组合方法,综合生成多组未来发展场景,并采用全局优化方法获得这些场景下的多阶段规划方案。然后,运用数据包络分析方法,以前1阶段规划方案为输入,以不同场景下的后1阶段规划方案为产出,建立了计及不确定性因素的规划方案评价框架,以使得最终规划方案不但能够在前1阶段相对于其它规划方案达到较好的规划目标,而且对下阶段各种发展场景而言,均是较为适用的规划方案,这样就能够较好抵御未来发展的不确定性。最后,以一个包括配电系统和交通系统的两阶段充电设施规划问题为例说明了所提出的方法的基本特征。     

考虑环境温度的电动汽车充电负荷预测

为了保证电动汽车充电负荷预测更加准确、合理,分析了环境温度导致电池特性、空调能耗和道路状况的变化对电动汽车充电需求的影响.考虑环境温度因素,引入能耗因子计算单位里程耗电量,利用蒙特卡洛法计算了单辆车的充电负荷需求,再累加到总的充电负荷曲线上.以2020年上海市电动汽车为例仿真计算,验证了在不同温度影响下,电动汽车充电负荷会发生明显的变化.     

考虑环境温度的电动汽车充电负荷预测

为了保证电动汽车充电负荷预测更加准确、合理,分析环境温度导致电池特性、空调能耗和道路状况的变化对电动汽车充电需求的影响。考虑环境温度因素,引入能耗因子计算单位里程耗电量,利用蒙特卡洛法计算单辆车的充电负荷需求,再累加到总的充电负荷曲线上。以2020年上海市电动汽车为例仿真计算,验证了在不同温度影响下,电动汽车充电负荷会发生明显的变化。     

电动汽车充电负荷预测系统研究

根据规划的电动汽车在未来规模化的应用将对电网产生重要影响,电动汽车充电负荷预测是分析电动汽车接人电网的基础,目前还没有比较成熟的方法。综述电动汽车接人对电网的影响和电动汽车负荷预测的研究现状,分析充电负荷预测的影响因素,并基于分布函数的蒙特卡洛计算模拟,开发一套区域电动汽车充电负荷预测系统,可实现对不同电动汽车种类、不同电池容量、不同充电方式、不同充电频率等情况下的综合预测,为电动汽车接人电网的影响分析和调控策略制订提供理论和技术支持。     

基于系统动力学的电动汽车规模推演

为了解决电动汽车规模预测缺乏历史数据和专业方法的问题,本文采用系统动力学的方法,通过系统分析影响电动汽车发展的各类因素及其相关关系,建立了电动汽车规模预测的系统动力学模型。仿真分析了电动汽车的发展趋势,并通过敏感度效验分析了“示范推广—快速增长—平稳发展”阶段中重要影响因素。仿真分析发现：电动汽车规模将在未来呈现快速增长;电动汽车购买率则出现S型增长曲线,前期变化主要受政府政策影响,后期技术发展和基础设施建设将成为影响电动汽车发展的重要因素。     

考虑通勤需求的电动汽车充电站选址与定容模型

为满足电动汽车通勤用户在工作地点附近的充电需求,构建了以充电站建设成本和用户广义充电成本最小为目标的充电站选址和定容模型。引入了便捷系数量化用户的充电期望以得到充电站需要服务的电动汽车数量和电能需求。计算实例表明:充电站选址对便捷系数阈值不敏感,但建设经济性随便捷系数阈值的减小而变差,由此提出了不同规划目标下便捷系数阈值取值范围的建议。     

规模化电动汽车充电特性对小区级配电网可靠性的影响分析

电动汽车规模化接入配电网已经成为一种趋势,电动汽车的车载充电技术也获得广泛应用。本文分析了含车载充电的电动汽车在高渗透率接入条件下,对小区级配电网可靠性的影响。首先,根据电动汽车车载充电机主要技术参数和小区级配电网的构成,在PSCAD环境下构建车载充电机及小区级配电网的模型;其次,按照电动汽车的充电时间分布,分析电动汽车无序充电和有序充电2种充电模式下小区级配电网负荷的变化情况,得出有序充电能较好地达到小区配电网负荷削峰填谷的目的;最后,采用IEEE RBTS-BUS6测试系统分别对电动汽车负荷的接入点、充电模式、渗透率进行可靠性指标量化评估。结果表明,线路过载是电动汽车规模化接入系统的主要限制因素,增加接入点的容量和采用有序充电模式可有效提高小区级配电网的可靠性。     

考虑电动汽车用户行为特性的电力系统经济调度

随着电动汽车的普及,电动汽车充电行为对电网的影响日益突出,大规模电动汽车的无秩序充电将会对电网的安全可靠与经济调度造成较为严峻的负面影响。在此背景下,考虑电动汽车用户行为特性,进行电力系统经济调度问题研究。首先,以实测数据为基础,考虑电动汽车充电的不确定性,分析充电起始时间和持续时间,得到电动汽车充电负荷的时间分布。然后,以系统的煤耗成本与阀点效应成本之和最低为目标函数,并采用罚函数法将约束条件引入其中,建立计及电动汽车充电的电力系统经济调度模型。最后,对电动汽车的不同充电行为,采用布谷鸟搜索算法分别对其进行实例仿真,验证所提模型的正确性,并分析电动汽车不同充电行为对系统的影响。     

电动汽车应急救援站选址及资源配置

针对充电设施故障、车辆充电故障等因素会导致电动汽车无法充电,造成交通拥堵,威胁高速公路安全等问题,提出建立高速公路电动汽车应急充电救援站的策略,采用移动充电的形式对发生故障的充电站或车辆进行紧急救援。对应急充电救援站的基本职能进行探究,确定应急充电救援站选址的可靠性、经济性、时间最小性原则,在保证救援最大允许时间限度下,以救援站的建设成本与运行成本之和最小化为目标,优化选址方案,并根据充电站故障概率确定救援站中配备的充电车数量。8个充电站、12个救援站备选点的路网结构算例表明,该模型在保证救援时间的前提下,节约成本,满足经济性原则,证实了该选址定容模型的可行性。     

需求侧规模化电动汽车的充电负荷优化调控策略

针对电力需求侧电动汽车(electric vehicles, EV)用户充电行为的不确定性,分析电动汽车充电负荷调度与控制技术,构建电动汽车充电负荷调控优化模型,提出考虑分时电价与削峰填谷的分层多目标电动汽车充电策略,并对某区域内的1 000辆电动汽车的充电场景进行调控仿真试验。结果表明,本研究提出的优化充电策略能够有效降低充电费用和充电功率峰值,验证了所提出的优化调控策略的有效性。     

多等级电动汽车充电站的选址与算法

作为电动汽车运营所必须的基础配套服务设施,充电站的建设位置与规模对推广电动汽车有着重要的意义。提出了一个多等级电动汽车充电站的选址与求解算法,考虑电动汽车用户分布的特性,基于目标规划思想,建立了使得充电站初始建设成本及用户充电总成本最小化的多等级充电站选址模型。为求解该模型,发展了一个改进的禁忌搜索算法。针对其中表示站址等级和相关用户分配的两个决策变量,设计了禁忌编码和初始解构建相结合的新颖设计方案,并采用2-opt邻域搜索策略,可同时确定出充电站的建址位置、建设的等级及各个需求点的分配。最后通过仿真算例表明,该算法具有很好的站址寻优能力及收敛性能,验证了本文提出的模型的有效性。     

政府兴建住房与货币补贴成本比较研究

研究了政府为提高低收入阶层住房福利,是通过动用政府财政,以政府行为为兴建廉租房或经济适用房,还是在住房市场中政府为其提供住房货币补贴的问题。作在Ohls住房模型的基础上,建立了一种新的住房过滤模型,通过对两种住房政策进行定量模拟比较发现,从政府支出成本最小角度衡量,政府货币补贴政策比直接兴建政策更为有效。     

考虑路灯充电桩接入的城市配电网电压控制方法

针对城市配电网中的电压越限问题,提出一种考虑路灯充电桩的电压控制方法。利用高能效发光二极管(light emitting diode,LED)路灯替代传统高压钠路灯所释放的变压器容量,建造依托路灯桩的电动汽车充电桩,以通过路灯充电桩进行充放电的电动汽车作为可控手段参与城市配电网的电压控制。对利用路灯充电桩充放电的电动汽车负荷特性进行分析建模,考虑配电网内各调压手段的工作特性,提出城市配电网多级电压控制策略,以各调压措施的优化控制费用最小为目标函数,建立电压调控模型,采用粒子群算法对优化模型进行求解。根据城市路灯照明负荷工作特点设定白天和夜间两种情形进行仿真分析,仿真结果表明了利用路灯充电桩参与城市配电网电压控制的有效性,并通过对比分析验证了其控制效果优于传统的电压控制方法。     

我国城市停车收费定价模型研究

我国城市对路外停车收费和路边停车收费采取不同管理制度,从不同的角度研究了路外和路边停车收费定价问题。在分析影响路外停车收费标准确定的因素的基础上和停车供求均衡假设、不变成本假设、合理布局假设、政策法规定完备假设的前提下,建立了路外停车收费的经济效益分析定价模型。     

城市区域电动汽车充电设施配置优化

综合考虑公共充电设施与私人充电设施特性,根据行程时间、排队时间、等待时间、充电费用等计算车辆充电成本. 采用Logit模型刻画用户的充电设施选择行为,得到各交通小区到各公共充电站、私人充电桩的出行分布量. 以充电总成本最小化为目标,建立城市区域充电设施网络配置优化模型,设计充电设施的布局位置和容量;所得模型为非线性优化模型,可采用现有的求解器（如：Matlab优化工具箱中的相关函数）直接进行求解. 基于杭州市区内的局部路网构建2套算例,来验证提出的充电设施配置优化方法的可行性,并讨论研究区域内外公共充电设施与私人充电设施之间的交互影响. 算例结果显示：所建立的模型可为城市电动汽车充电设施的选址布局和容量设计提供定量决策参考.     

地下综合管廊公私合作项目定价机制

为了确保地下综合管廊公私合作（PPP）项目的合理定价,使价格对社会资本参与管廊项目的建设和运营有足够的吸引力,同时控制价格在管线用户的承受范围内,运用资本资产定价模型（CAPM）和加权平均资金成本法（WACC）,确定出可用性资产回报率和日常维护利润率.考虑PPP项目三方诉求,构建基于多因素分析法的多目标规划定价模型.通过分析管线用户承受能力、政府财政能力和社会资本的合理预期收益确定出入廊费和政府补贴,分析项目公司应收费用和管线空间占比等因素确定出日常维护费,结合实际管廊PPP项目进行实例验证.结果表明：该模型确定出的入廊费、日常维护费及政府补贴额度具有一定的合理性,能够为地下综合管廊PPP项目的定价提供参考和帮助.     

基于业务需求的动态服务承载网构建算法

可重构信息通信基础网络通过构建可重构服务承载网的方式为业务提供自适应承载服务。针对服务承载网动态构建中底层资源高效利用的问题,提出一种基于业务需求的动态服务承载网构建算法。算法构建了可重构服务承载网模型;基于业务需求的动态特性,定义了服务承载网构建花费;以最小化构建花费为目标,感知业务需求类型及其变化状态,并设计了相应的动态服务承载网构建算法。仿真结果表明：算法在业务性能、构建成功率、收益花费比等方面均具有良好性能。     

智能电网中电动汽车快速有序充电实时电价优化方法

针对智能电网中电动汽车的有序充电调度问题,提出了用电价杠杆调节电动汽车快充负荷的实时电价机制,引入了愿望度模型,以电网负荷峰谷差最小为目标函数,充电站愿望度和用户愿望度为约束条件,建立了优化数学模型,并通过遗传算法对该优化模型进行求解。最后基于某地区2020年的预测数据进行算例仿真,结果表明,提出的实时电力定价机制可以有效降低峰谷差,保障充电站利益,满足用户充电需求,达到电网、充电站和用户的共赢。     

超密集场景下考虑业务动态的功率匹配算法

提出了一种面向超密集场景的考虑业务动态的无线网络功率资源匹配算法.首先,根据网络异构和业务动态变化特征,建立双层动态博弈模型.针对不同博弈层参与者的需求特性,以最大化效用函数为准则,设计不同的效益模型,并通过对网络中业务动态性的预测调整定价因子,以更准确地反映网络环境的变化;其次,根据双层非合作博弈的特性进行分层功率博弈求解,通过宏蜂窝用户与微基站以及微蜂窝用户之间的多次非合作功率博弈达到均衡;最后,通过与现有功率资源匹配算法仿真比较,所提算法具有优越的性能.