基于改进鸡群算法的电动汽车有序充电策略研究

为了减小电动汽车无序充电给配电网安全稳定运行带来的不利影响,提出一种基于改进鸡群算法的电动汽车有序充电策略。首先,综合考虑电动汽车用户和配电网的利益,建立以用户充电费用最小和配电网负荷峰谷差最小为目标的电动汽车充电多目标优化数学模型;在此基础上,提出一种有序充电策略,该策略将随时间推移不断滚动更新电动汽车的充电计划;其次,运用鸡群算法求解该问题,并针对标准鸡群算法中出现的易早熟,收敛精度不高等问题,引入双亲引导机制对其进行改良;最后,以某一配电网为例进行具体分析,仿真结果验证了充电策略的实用性和改进算法的有效性。     

电动汽车有序充电研究

通过分析某地区配电网负荷特性以及该地区不同种类电动汽车运行规律,提出一种电动汽车有序充电控制策略,该多目标优化控制策略包含平抑电网负荷波动和电动汽车用户充电成本最小。通过算例验证了该有序充电策略的可行性,即减小了电网的峰谷差,又降低了电动汽车用户充电成本。该有序充电研究可为电动汽车快速发展以及合理接入电网提供参考。     

基于多智能体的电动汽车充电协同控制策略

在分析电动汽车充电负荷特性、管理架构的基础上,借鉴复杂自适应系统的核心思想,提出基于多智能体的电动汽车充电管理模式。建立单台电动汽车的充电负荷模型和基于多智能体系统的电动汽车充电优化模型。采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的充电行为。在考虑电动汽车的充电功率、充电时间以及变压器可用容量等约束条件的前提下,针对35 k V片区配电网中电动汽车接入充电的优化问题,提出基于多智能体协同控制的电动汽车充电优化策略。仿真结果表明多智能体协同控制策略能够有效地实现电动汽车充电负荷的"移峰填谷",减小电网峰谷差。     

电动汽车的有序充电管理及其对配电网的影响分析

电动汽车以无序充电方式接入配电网时与网内基础用电负荷叠加,会形成峰上加峰的现象,不利于配电网的稳定运行。针对上述问题,首先对私家车充电负荷进行建模,采用蒙特卡罗抽样模拟电动汽车无序行为下的充电负荷曲线。然后提出一种新型的多时段动态充电价格机制,引导车主有序充电,并以配电网负荷波动最小为目标函数,优化电动汽车充电行为。最后在IEEE33节点配电网中,分别分析有序和无序充电负荷并网时电动汽车充电费用、配电网电压偏移率及网损,结果表明所提策略可有效兼顾用户利益和配电网的稳定运行。     

考虑逆变器无功支撑和三相选择的不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制策略。首先定义了电动汽车充电控制的多目标优化模型,以实现最小化网损和充电成本、最大化无功收益的整体优化;接着计及逆变器无功注入和三相选择,提出了一种电动汽车优化协调控制策略,以实现电网24 h范围内运行的优化;最后基于某澳大利亚真实配电网开展详细仿真分析,验证所提电动汽车有序充电优化模型和协调策略的正确性和有效性。     

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。     

基于电动汽车无功补偿的配电网电压调控策略

大规模电动汽车充电负荷将加重局部配电网节点电压偏离标称电压程度,且在时间和地点上具有随机性,传统无功补偿方式虽能解决上述问题但经济性较差。因此,提出了一种基于电动汽车无功补偿的电压调控策略,该策略通过有效调节充电机的运行功率因数,对节点进行无功补偿的同时改变充电有功功率,从而在保证节点电压安全稳定的同时又不降低配电网经济性。通过分析符合国内一二线城市特征的工作区域的出行行为特性和充电机变功率因数运行特性,计算了充电机运行功率因数的可调控范围,进而提出了以接入某节点的所有电动汽车充电机运行功率因数为优化变量,以减小节点电压与额定值差距、减小电压波动、电动汽车单位时间段内充入电量尽可能多为优化目标的节点电压调控模型,并采用免疫优化算法对该模型进行求解。最后以实际局部配电网为例,通过仿真验证了该策略的有效性。     

考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略

电动汽车在节能减排、推动“双碳”进程等方面有着传统汽车无法比拟的优势。然而，大规模出行电动汽车无序充电可能会加重配电网负荷波动甚至引起节点电压过低等安全问题。为此，提出了考虑配电网运行安全的出行电动汽车充电引导策略。首先，基于配电网原始负荷及节点电压情况，建立了分区域分时电价定价模型，建立电价与负荷情况之间的相关性；其次，以所制定的电价为基础，在各个充电站分别制定电动汽车充电行为预备调度方案，调度的原则是电动汽车的充电费用最低，从而引导电动汽车在负荷低谷进行充电，参与配电网的负荷优化；再次，建立以充电费用、出行总时间以及行程距离三者权值之和最小为目标的电动汽车充电站选择函数，为电动汽车推荐充电站并规划最优行驶路径，同时提升用户经济性和配电网运行的安全性；最后，以修改的IEEE33节点配电网为例，验证了该策略可以有效提升电动汽车用户出行满意度并兼顾配电网的运行安全。     

含电动汽车充电站和风电的配电网无功优化

<正>电动汽车充电负荷的不确定性以及风电机组出力的随机性给配电网无功优化带来了新的挑战。研究了含电动汽车充电站和风电的配电网无功优化模型和算法,建立了电动汽车充电负荷模型和风电出力模型,将风电场作为连续可控的无功源参与无功优化。基于机会约束规划方法建立了含电动汽车充电站和风电的配电网多目标无功优化模型。算例结果表明本文所建配电网无功优化模型能够提高配电网运行的经济性与可靠性。     

考虑充电站需求特性的电动汽车充电站与配电网联合规划方法

提出一种考虑充电站需求特性的电动汽车充电站和配电网联合规划方法。考虑环境温度、用户行为、交通网拓扑结构等因素,建立电动汽车充电站需求模型。进一步提出考虑充电站需求特性的电动汽车充电站与配电网联合规划模型,该模型综合考虑交通网和配电网耦合关系,以充电站与配电网的投资成本、运行成本、用户充电时间损耗成本最小为优化目标,满足交通网与配电网运行安全约束,求解该模型得到电动汽车充电站位置和容量的最优配置及配电网线路改建方案。选取重庆某主城区交通网与配电网为算例,验证了所提方法的有效性。仿真结果表明联合规划策略在满足电动汽车用户充电需求的同时降低了综合成本。     

基于LSTM神经网络的电动汽车充电站需求响应特性封装及配电网优化运行

随着电动汽车的快速增长,大规模电动汽车充电具有随机性、时空耦合性的特点,对配电网运行电压造成越限风险。通过基于价格的需求响应,引导电动汽车在大时空范围有序合理地充电成为重要的技术手段。文章研究基于数据驱动的电动汽车充电站需求响应特性及其参与配电网运行优化调度问题,首先提出单体电动汽车充电模型和计及交通网络拓扑结构的电动汽车行驶特性,建立了区域电动汽车充电站负荷需求响应计算方法;在此基础上,提出了基于LSTM深度神经网络的电动汽车充电站需求响应模型封装方法,得到电动汽车充电站充电成本和充电功率响应之间的映射模型;接着,构建了考虑电动汽车充电站需求响应的区域配电网电压运行优化模型,并采用粒子群算法进行求解;最后,通过对包含3个充电站的33 节点系统的算例对比分析,验证了所述电动汽车充电站需求响应及其参与配电网优化运行方法的有效性,为数据驱动方法解决电动汽车充电和需求响应问题提供借鉴。     

交通–配电网耦合下电动汽车集群可调控裕度及优化运行策略

规模化电动汽车接入电网在各时段均存在一定可调控潜力,可通过充放电优化运行的方式调控电动汽车集群参与电网需求响应,提升配电网充裕水平。提出了一种交通–配电网耦合模式下的电动汽车集群可调控裕度及优化运行策略,利用挖掘出的灵活性对配电网可靠性进行提升。首先建立交通–配电网耦合系统,模拟用户状态参数变化得到日内电动汽车用户初始充电负荷时空分布。以电量–时间响应裕度指标为依据将各节点入网电动汽车聚类为充电集群,可延迟充电集群和放电能力集群。之后根据交通–配电网耦合关系分析得到各配电网节点的动态可调控裕度,进而实现对各节点电动汽车集群参与响应的协同优化调控。仿真结果表明,基于交通–配电网耦合下电动汽车集群可调控裕度所提的优化运行策略可在兼顾用户出行的同时提升电网可靠性。     

考虑需求响应和电动汽车负荷路-电耦合特性的配电网可靠性评估

随着电动汽车的普及,大量的无序充电行为给配电网可靠性带来负面影响。文章建立了考虑需求响应和路-电耦合特性的配电网可靠性评估模型,准确预测电动汽车时空分布负荷并对其进行调度,改善可靠性指标。提出了路-电耦合模式结构及时空负荷预测框架;建立了路网模型、用户模型、考虑需求响应的充电负荷补充模型,得到电动汽车负荷时空分布;基于双向层级结构、启发式削减策略对电动汽车接入的配电网可靠性进行评估。以某区域路-电耦合网为例,分析了该区域电动私家车充电负荷时空分布情况并对考虑需求响应、路-电耦合特性的配电网可靠性进行了评估。各种场景下的仿真结果验证了文章模型的有效性以及需求响应对可靠性指标的优化作用、路-电耦合特性对可靠性指标的恶化影响。     

变电站区域充电桩接入控制模式及策略

大量家用电动汽车集中时段充电,给区域配电网带来较大的压力。为了在满足充电负荷需求的情况下,减少对配电网的影响,需要开展有序充电。文中建立了变电站—小区充电桩接入控制模式,通过对小区电动汽车充电行为的分析,提出了两阶段优化调度策略。首先,在满足电动汽车充电负荷需求的约束条件下,提出以变电站侧负荷水平均衡为目标的区域充电桩接入控制策略,获得区域充电桩整体分时段接入量;而后以各传输线路负载均衡为目标,优化得到各小区分时段接入的电动汽车数量。针对某变电站供电区域内、不同渗透比例下的电动汽车充电进行了优化调度仿真,研究了不同运行方式下充电负荷对电网负荷峰谷差和运行参数的影响,结果表明所建模型正确,并通过分析给出了配电网改造的建议。     

基于实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略

电动汽车兼具交通工具和移动负荷的特性,其充电行为和行驶特性会给交通系统和电网系统产生交互影响,为此提出一种实时交通信息的电动汽车路径规划和充电导航策略。该方法首先通过对动态路网模型的对比分析,确定了分时段动态交通路网模型的优势,并针对城市道路特点,提出考虑道路阻抗和交叉口节点阻抗的"时间–流量"路阻模型。其次,在交通路网模型、配电网模型以及单体电动汽车模型确立的基础上,建立融合道路通行时间、充电站负荷以及进站车辆数的多目标优化函数,通过改进的自适应Dijkstra动态搜索算法对该问题求解推荐最优行驶和充电路径。最后,以南京市某区域实际路网为例,根据交通流量状况以及居民出行规律分区域引入电动汽车规模,通过交通起止点方法模拟电动汽车出行行为,分析电动汽车充电和行驶对交通网和配电网的影响,结果表明所提方法有效可行。     

电动汽车充电负荷时空分布及其对配电网的影响

电动汽车充电负荷因受诸多因素影响而充满随机性与复杂性,随着电动汽车的规模化应用,势必会给配电网带来一系列问题,这也成为目前国内外学者和相关科研机构的研究热点。基于电动汽车充电运行数据,选取充电起始时间和充电持续时间作为影响充电负荷时间分布的关键因素,结合用户充电行为的不确定性分析,建立电动汽车充电负荷的时间分布模型。以此为根据,对充电负荷区域进行划分,建立电动汽车充电负荷的时空分布模型。通过算例分析,研究电动汽车充电负荷对配电网运行中的电压质量、网络损耗及日负荷曲线的影响。     

考虑分区域动态电价机制引导的电动汽车充电优化策略

为应对大规模电动汽车无序充电引起的配电网运行损耗增加问题,提出一种分区域动态电价机制引导的电动汽车(electric vehicle,EV)充电优化策略。该动态电价机制是根据不同区域内的负荷特点建立不同的动态电价,从而优化对应区域的EV充电。其中商业区建立计及充电站充电总功率的动态电价模型,居民区和办公区采用计及风光出力的动态电价模型。同时,提出充电效益系数模型以提升在居民区和办公区用户的充电时间满意度。最后,在IEEE33节点系统上进行仿真验证。结果表明,所提出的基于分区域动态电价机制的EV充电优化策略能够在保证车主利益的同时,降低网损、提高配网电压质量、促进风光消纳以及提升配网的经济性。     

含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法

针对大规模电动汽车接入配电网无序充电带来的负荷峰值增加等问题,提出一种含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法。首先基于蒙特卡洛抽样方法分析了大规模电动汽车的充电负荷需求;然后,以含大规模电动汽车接入的主动配电网运行成本最小化和负荷曲线方差最小化为优化目标,综合考虑电动汽车的充电需求和配电网的运行约束,构建含规模化电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行求解,针对多目标优化得到的帕累托(Pareto)最优解集规模大,蕴含信息丰富,导致运行人员难以决策的问题,提出一种基于模糊聚类的方法对多目标Pareto最优解集进行筛选。通过改进的IEEE 34节点算例的多场景对比分析,结果表明:所提出的模型和方法可在保证系统经济运行的同时,有效利用电动汽车的优化充电降低系统负荷峰谷差。     

基于粒子群算法的电动汽车充电策略研究

针对家用电动汽车的日常充电行为特性,在电网价格激励条件下提出一种以电动汽车电费最小为目标函数的基于粒子群算法的电动汽车充电策略优化模型,充分考虑了电动汽车的回归时间与行驶距离等随机变量的概率分布情况,所提出的机会约束规划具有较强的鲁棒性,可应对电动汽车所具有的随机性。算例证实了该策略可以很好的响应电网侧的价格激励条件,减少用户的电动汽车使用费用,对家庭负荷曲线具有很好的削峰填谷的作用。     

电动汽车充电模式对主动配电网的影响

主动配电网建设依托于大规模间歇式可再生能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的发展。随着电动汽车的推广普及,用户充电时间和空间上的随机性将增加电网运行的不确定影响因素。文章重点研究电动汽车充电模式对配电网负荷曲线波动特性的影响,通过研究电动汽车充电的功率需求和能量需求特性,依据电动汽车用户行驶习惯的概率分布特性,建立规模化电动汽车充电负荷模型,进而分析电动汽车在无序充电和有序充电模式对区域配电网日负荷曲线的影响。结合实际充电站运行数据仿真验证配电网中电动汽车有序充电的主动控制作用。