电动汽车充电站有序接入配电网谐波特性分析

针对电动汽车快速充电站接入配电网引起的谐波/间谐波含量偏高的问题,对其谐波/间谐波特性进行了分析。首先对含有电动汽车快速充电站的配电网进行建模,提出了基于粒子群优化算法的电动汽车有序接入配电网优化策略。该策略以降低电动汽车接入配电网谐波含量为目的,对电动汽车接入配电网数目进行智能控制。理论分析了单台及多台电动汽车接入配电网产生的谐波影响,以及多台电动车采用分布式接入与有序接入配电网产生的谐波影响。使用基于粒子群优化算法的电动汽车有序接入配电网的优化策略来控制电动汽车接入电网数目可以有效地降低谐波含量。通过仿真分析验证了其有效性。     

电动汽车充电站接入配电网的规划研究

电动汽车充电设施的规划是电动汽车推广的基础和重要保障。根据Q/GDW 10370—2016《配电网技术导则》中充换电设施接入的技术原则,要避免高峰负荷叠加,改善电网负荷特性,提高电网运行的经济性和可靠性。文章建立了以电动汽车充电站投资运行成本、配电网新增投资运行成本和损耗成本的费用年值总和最小为优化目标的规划模型,费用年值可以反映投资时间价值,是工程中常用的方案评价标准。针对该新建模型,提出改进的遗传算法求解。改进的遗传算法充分利用所求问题特点,基于特殊编码方式使得规划方案在迭代过程中始终满足辐射状和连通性要求,可快速求得电动汽车充电站位置、容量和接入系统的最优方案。通过算例仿真,验证了该方法的可行性和有效性。     

计及电动汽车充电站接入的配电网承载能力评估与优化

电动汽车充电站广泛接入到配电网中是实现电动汽车大规模推广应用的关键之一。为了评估与评价电动汽车充电站的接入对于配电网的影响,本文根据所提出的配电网承载能力评估指标体系,针对电动汽车充电站的充电方式与位置特点等分别建立电池更换站、居民区充电站、公共场所充电站的概率负荷模型。利用基于模糊理论、熵权法、层次分析法的综合评价方法对评估指标体系进行评分。在此基础上提出了一种优化配电网承载能力的重构方法。最后以IEEE 33节点配电网为算例对配电网承载能力评估指标体系与优化算法的可行性进行了分析和验证。     

电动汽车充电站综合监控系统设计

首先介绍当前电动汽车获取电能的三种方式及其优缺点,充电站的系统概况和数据流向。电动汽车充电桩的大规模接入会对配电网产生负面影响,监控系统对于保障充电过程安全、提高充电站运营管理自动化水平、改善电网电能质量发挥着至关重要的作用。在充电站监控系统设计中将系统细分为充电监控、换电监控、配电监控、电能质量监控、安全防护监控,并基于LabVIEW平台完成监控软件设计开发,并对系统的功能可靠性进行验证。     

汽车充电站接入对电网电能质量的影响分析

汽车充电站的接入给电网的电能质量等方面带来诸多问．分析了汽车充电站并网方式产生的电能质量问题及目前提出的解决方法,探讨了汽车充电调度和有序充电的控制策．最后对充电汽车随智能电网的发展进行了展．     

UPQC在电动汽车充电站电能质量治理中的应用

电动汽车充电会带来诸如电压波动、谐波增多、三相不平衡加剧等一系列电能质量问题。提出了统一电能质量调节器（UPQC）应用方案,在UPQC建模分析基础上,基于两相静止坐标系推导设计了电压控制单元双PI闭环控制器和电流控制单元带状态反馈单闭环PI控制器,并推导出 PI参数整定依据;为给样机设计提供理论参考,基于数学模型,推导出UPQC各模块参数设计依据,并设计与研制了1台20 kW容量的UPQC样机进行了实验研究。实测波形表明：UPQC的应用可改善电动汽车充电设备的电能质量。     

基于实物期权的电动汽车充电站投资决策评估研究

目前关于电动汽车充电站建设的研究局限于选址和定容,考虑投资风险并进行长期规划的研究较少。为避免传统投资决策方法忽略不确定性的投资风险,提出基于实物期权的电动汽车充电站投资决策评估方法。首先,针对充电站投资的收益进行分析,提出充电站投资收益具有多重不确定性;然后,在B-S模型基础上嵌套充电量波动和充电站成本变动的波动率模型;最后,通过对不同区域充电站投资的实物期权价值进行仿真分析,验证了模型的有效性。     

考虑电能质量的典型小区电动汽车接入研究

随着在民用住宅区停车场建设的交流充电桩数量的增多,电动汽车充电对民用住宅区配电网的规划与建设的影响也在增大。讨论了不同电气特性的充电机在交流供电模式下的不同特性;对电动汽车充电机接入不同类型民用住宅小区进行仿真研究。通过对小区配电网谐波含量、三相不平衡度及电压偏差等电能质量指标的分析,对含电动汽车充电设备的民用小区供电方式进行了评价,并对电动汽车充电机的性能指标提出了要求。     

基于实测数据的电动汽车充电站电能质量分析方法

电能质量检测分析是研究电动汽车与电网互动的前提和基础.而现有工作大都没有采用真实的数据进行充电站电能质量评估研究,已有的实测数据研究中时间分析尺度多为分钟级,且缺乏对不同类型充电站进行差异特性对比分析.为此提出一种基于实测数据的电动汽车充电站电能质量分析方法.首先通过充电平台数据可视化,提取综合充电站和公交充电站的实际...     

考虑配电网和交通网的电动汽车充电站规划研究

充电站作为基础配套设施,其规划、布点、选址、定容必将成为该领域的研究热点.文章首先对比了市面 上不同类型电动汽车的优缺点;然后分析了充电站接入对配电网电能质量、电网负荷平衡及运行经济性的影响;最后 根据城市交通网络和高速交通网络的特征,总结出两种交通网络下充电站规划的要求及目标。     

高速路网上电动汽车充电站布点优化

电动汽车的发展需要合理规划的充电站与之匹配,高速路网上的充电站是电动汽车在城市间远距离行驶的保证。研究了电动汽车在高速路网中的充电需求分布,采用两阶段法确定充电站规划方案。考虑充电站距高速公路出入口的距离和续航里程确定候选站址;考虑充电需求,最小化建站成本、接电网成本和运维成本,确定最优建站位置和容量。在包含6个出入口、4个交叉路口的算例系统中选出90个候选站址,规划得到24座充电站。采用的方法可以满足目标,并随初始电池荷电状态期望、站间影响因数和建站数量约束变化而得到不同的规划方案。     

考虑电动汽车充电站选址定容的配电网规划

针对电动汽车充电站选址定容的配电网规划问题,建立了以配电网投资及运行成本、电动汽车充电站投资及运行成本最小为优化目标的模型.采用带精英策略的改进树形结构编码单亲遗传算法ITSE-PGA(improved tree structure encoding partheno-genetic algorithm),在配电网规划的同时进行了电动汽车充电站位置和容量的优化.不同于用于传统的配电网规划的树形结构编码单亲遗传算法,该方法在含电动汽车充电站的优化过程中,配电网络不一定连通,所以要对不可行解做特殊处理.通过算例仿真,验证了该方法的可行性和有效性.     

考虑电动汽车充电站布局优化的配电网规划

充电站的布局不仅应考虑电动汽车用户充电的方便性,还应考虑充电站接入电网的成本。研究满足传统负荷增长和新增电动汽车充电负荷需求的配电网规划问题,以馈线的扩容与新建、变电站的扩容、充电站的新建为手段,以包含充电站配电网投资与运行成本最小为目标,建立了考虑充电站布局优化的配电网规划模型。该模型不仅考虑配电网的安全运行约束,还...     

电动汽车充电站在配电系统中电气接入点的最优选择

针对电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷在空间中的合理布局等问题,现有相关文献主要围绕充电站的选址和定容展开研究,尚未论及如何确定充电站在所属区域配电系统中的电气接入点。在此背景下,该文针对计及对潮流影响的电动汽车充电站电气接入点的选择问题进行探讨。首先,依据电动汽车出行统计数据拟合结果,获得初始荷电状态(state of charge,SOC)及起始充电时刻分布特性,建立电动汽车充电负荷的概率模型,同时利用蒙特卡洛仿真求解,并采用深圳市电动出租车的实际数据对这种方法做了验证。之后,以节点电压偏差百分数和支路有功功率损耗增量百分数为基础,构造了评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,进而提出了确定充电站最优电气接入点的方法。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例对所提出的方法进行了说明。     

电动汽车充电设施接入对配套电网建设的影响

电动汽车在减少化石燃料消耗和CO2排放方面有着重要的意义。越来越多的电动汽车接入电网,对电力系统配套电网及电能质量将产生不可忽视的影响。通过分析充电设施接入配电网的典型方式,预判充电设施用电需求、电力负荷总量并分析电网接纳能力,对比分析了居民区、公共停车场、公交专属场站、出租车专属场站等不同场景下充电负荷对原负荷的影响情况,进而提出配套电网建设改造规划的原则,为大规模电动汽车充电设施接入配套电网建设提供参考。     

电动汽车公共充电站布局的最优规划

电动汽车未来大规模发展需要众多公共充电站服务,公共充电站应根据电动汽车分布进行合理布局。给出电动汽车分布的预测方法,采用基于排队论的充电机配置方法,提出公共充电站布局最优规划的数学模型。采用与充电站布局有相似数学特点的Voronoi图划分充电站服务区域,服务区内电动汽车考虑快充随机性,采用排队论M/M/s模型,以电动汽车排队等候时间为标准确定充电站规模。为解决Voronoi图全局寻优的困难,与具备全局随机寻优能力的改进粒子群优化算法结合,提出了最优规划的联合求解流程。算例分析验证了规划方法和算法的有效性和实用性。     

电动汽车充电站最优分布和规模研究

为未来电动汽车充电站建设提供研究思路和理论支持,文中运用动态交通网络思想建立了基于硬时间窗约束下的充电站布局及最佳规模确定的多目标优化模型,该模型将充电者充电成本和充电站投资者成本最小化作为优化目标。提出了求解该模型的两阶段启发式算法。在此基础上,通过一个算例验证了所提模型的准确性和有效性。     

Energy Management and Control of Electric Vehicle Charging Stations

Abstract

Charging infrastructure is an important component for the healthy growth of the electric vehicle industry. This article presents an energy management and control study of an electric vehicle charging station. The charging station consists of an AC/DC converter for grid interface and multiple DC/DC converters for electric vehicle battery management. For the grid-side AC/DC converter, a direct-current control mechanism is employed for reactive power, AC system bus voltage, and DC-link voltage control. For the electric vehicle-side DC/DC converters, constant current and constant voltage control mechanisms are developed for electric vehicle charging and discharging management. The article considers energy management needs for charge and discharge of multiple electric vehicles simultaneously in a dynamic price framework. A real-time simulation system is developed to evaluate how the electric vehicle charging station can meet grid-to-vehicle, vehicle-to-grid, and vehicle-to-vehicle charging and discharging requirements.     

考虑交通网络流量的电动汽车充电站规划

充电站的合理选址和定容对电动汽车的规模化应用具有重要意义.考虑到充电站具有城市交通公共服务设施以及普通用电设施的双重属性,以俘获的交通流量最大、配电系统网络损耗最小以及节点电压偏移最小为目标,建立了充电站最优规划的一个多目标决策模型.首先,采用超效率数据包络分析评价方法,确定归一化后各个目标函数合理的权重系数,把多目标优化问题转换成单目标优化问题.之后,采用改进的二进制粒子群优化算法求解该单目标优化模型.最后,以33节点配电系统以及25节点交通网络为例,说明了所发展的模型和方法的基本特征.     

充电站内电动汽车有序充电策略

以充电站运营收益最大化为目标,以配电变压器容量及最大限度满足用户充电需求为约束条件,建立了充电站内电动汽车有序充电的数学模型。根据用户充电规律,采用蒙特卡洛模拟法模拟用户充电需求,对电动汽车在有序充电和无序充电2种情形下充电站运行的经济效益及配电变压器负载情况进行了仿真计算和分析。研究结果表明,通过动态响应电网分时电价,有序充电控制方法可显著提高电动汽车充电站的经济效益,并具备很高的计算效率。同时,由于相对便宜电价的激励,夜间采用有序充电方式也可能使大量的电动汽车集中充电而导致另外一个用电高峰的出现。