电动汽车的充电模式及充电设施建设运营模式研究

在政府对电动汽车产业的大力推动下,我国电动汽车产业将步入快速发展期,这也极大地推动了电动汽车充电站和充电桩的建设,大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。电动汽车的普及程度、类型、充电时间、充电方式以及充电特性的不同会使电动汽车对电网的影响发生变化。介绍了世界范围内电动汽车电池的四种充电模式:换电模式,有线慢充,有线快冲,无线充电。这四种充电模式目前处在不同的发展阶段,面临不同的问题,并各自具有不同的发展策略。对目前已经形成的电动汽车制造厂商主导模式、电网企业主导模式和第三方建设运营企业主导模式,进行分析研究和比较。     

电动汽车充电设备特点及对电网影响探讨

文章分析了电动汽车充电模式和充电时间的特点,大规模电动汽车充电设备对电网电能质量的影响,提出电动汽车充电站使用中的谐波污染与治理意见。指出为了保护电网安全,需要对接入电网的充电设备建立市场准入机制,减少充电设备对电网的影响。     

基于充电方式的充电站多源谐波特性分析

充电站中的大量非线性负荷所产生的谐波会对电网及其设备造成一定的影响,而只有明确了充电站谐波特性才能开展有效的措施。根据充电桩的结构和电动汽车充电方式,研究了单台不可控型充电机与PWM全控型充电机在不同充电阶段的谐波特性;并对多台充电机同时运行时谐波的变化规律进行了深入分析和仿真验证。研究了充电站谐波变化特性曲线及其规律,为谐波治理以及充电站的优化运行提供了理论依据。     

基于PSCAD的电动汽车充电装置建模研究及谐波分析

随着能源和环境问题的日益突出,电动汽车以其环保、清洁、节能等优点,已成为未来新能源汽车的主要发展方向.电动汽车的发展和普及离不开充电站的建设,而充电站中的充电机为非线性设备,会对电网产生谐波污染.分析了电动汽车充电装置的组成和工作原理,结合其性能特点和影响因素,设计了电动汽车充电装置的实现方案,在电力系统分析中的专业仿真工具(PSCAD)中搭建了电动汽车充电机电路,并对构建的充电装置模型进行谐波分析,提出了抑制谐波的方案.     

计及时序特性的电动汽车快充充电站谐波分析

为了定性定量分析电动汽车大规模、高密度接入引起的电网谐波问题,提出了一种电动汽车快充充电站谐波分析模型。在综合考虑充电模式、电池特性、用户驾驶行为习惯的基础上,建立了快充充电站功率时序概率密度函数;然后,结合考虑充电机拓扑结构的谐波解析表达式,建立了计及时序特性的电动汽车充电站快充谐波分析模型;最后,以湖北某地区电动汽车充电站相关数据为依据,研究了电动汽车充电站各次谐波及总谐波畸变的时序变化规律。结果表明,电动汽车充电机拓扑结构及数量对充电站谐波特性影响显著,谐波总畸变率(total harmonic distortion rate,THD)呈现明显的时序特性。在规划接入阶段应有意识的选取合适的时段分析,并合理搭配电动汽车充电站内的充电机种类以降低谐波影响。     

电动汽车充电站谐波特性分析与APF应用研究

为了抑制电动汽车充电站引起的谐波问题,在分析谐波产生的特性的基础上,选取APF对充电过程中产生的谐波进行治理。首先,指出电动汽车充电站中具有非线性特性的装置接入导致大量谐波注入到公共电网,危害电网的安全稳定运行;然后,搭建电动汽车充电机模型和含多台充电机的充电站模型,分析充电站内谐波电流的特性;提出采用APF装置对充电过程所产生的谐波进行抑制,并具体设计了指令电流运算电路和补偿电流生成电路。最后,通过Matlab仿真算例验证了所提治理措施的可行性和有效性。     

河南郑州：2020年前实现电动汽车“无忧上路”

4月12日,河南省首座电动汽车充电站在郑州市正式开工建设。该站将选用整车集中充电模式．配备14台120千瓦充电机为20辆电动公交车充电,配备10台充电桩为社会电动汽车充电,充电站的建成将对推动河南省电动汽车产业发展和坚强智能电网建设具有重要意义。     

不同充电模式下电动汽车充电站的仿真与谐波分析

当前越来越多的电动汽车充电设施接入电网,不同充电模式的充电设施接入电网产生的谐波污染将对电网造成不同的影响。对电动汽车充电站内不同充电模式充电机之间的相互影响进行Simulink仿真和谐波分析。首先,建立电动汽车动力电池的仿真模型。其次,建立电动汽车不同充电模式充电机的仿真模型。然后,将动力电池仿真得到的充电曲线直接等效成时变电阻,并作为连续信号直接输入充电机模型进行仿真。最后,在不同充电场景下对不同充电模式充电机进行仿真,分析了不同充电模式的充电机工作时相互影响的谐波规律。     

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到站充电车辆的时序特性。其次通过仿真建模奠定充电机拓扑对谐波特性影响的理论基础,并给出了仿真与实测数据的对比。然后结合相关国家标准对两站实测电能质量指标进行定性和定量评估并比较其优劣。最后基于实测数据设计不同实验场景深入挖掘影响充电站谐波特性的关联因素。结果表明:综合充电站的谐波水平优于公交充电站;电动私家车相比电动巴士车对充电站造成的电流谐波更小。此外充电总功率大小、多台充电桩谐波源之间的谐波相消幅度、电动汽车的入断事件、不同负荷组合等因素都会对充电站电能质量产生影响。该方法为电动汽车充电站谐波监测与治理提供了一种新思路。     

电动汽车充电站设计研究

电动汽车是未来汽车发展的必经之路,而充电站的建设是电动汽车发展的前提和保障。针对目前电动汽车电池续驶里程短、充电时间长以及充电机对电网造成谐波污染的问题,提出一种电动汽车充电站设计方案。该方案采取电池组阵列储能,通过直流充电和更换动力蓄电池的组合充电模式,借助电池管理系统,实现多接口、多模式的电动汽车充电。     

电动汽车充换电站换电池的有序充电优化

大规模的电动汽车充电负荷具有大功率、波动性和不确定性的特点,将给电网带来峰值增高、电压波动等不利影响。为了降低电动汽车充电负荷对电网的不利影响,建立了电动汽车充换电站换电池的充电优化模型。通过对换电池在充电过程中充电时间、充电功率和电池电量的实测数据进行拟合,得到了电动汽车换电池的充电特性。以此为基础,建立了电动汽车充换电站的换电池有序充电模型,该模型在满足充电机数量、电动汽车对换电池的需求、充换电站容量和变电站容量约束的前提下,最小化所属变电站负荷曲线的离差平方和,并应用遗传算法实现了有序充电模型的快速求解。以山东省某电动汽车充换电站为算例,证明了该模型的快速性、正确性和有效性。     

计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化策略

大规模电动汽车无序接入充电站不仅会引起配电网负荷“峰上加峰”,还会造成充电拥堵,延长电动汽车排队等待时间。建立了计及多种充电模式的电动汽车充电站有序充电双层优化模型。在上层模型中,以配电网负荷方差和上下层调度计划偏差综合最小为目标实现系统负荷“削峰填谷”,使负荷曲线更平坦。在下层模型中,建立基于多队列多服务台的充电站排队系统,减少电动汽车出行时间和充电费用。采用遗传算法和蚁群算法分层迭代求解模型,以含有4个充电站的IEEE 33节点配网系统为例进行仿真,结果通过与无序充电、Active Scheduling(AS)模型对比表明:所提模型在优化配电网系统负荷、减少电动汽车出行时间和充电费用等方面具有一定的有效性。     

考虑发展不均衡的电动汽车充电负荷预测

针对小范围内电动汽车样本数量较少的特点,首先提出了基于电动汽车发展不均衡的电动汽车充电需求计算方法,对比了三种不同的拟合方法,并指出了不同情况下不同拟合如何选取;而后,提出了利用电动汽车剩余电量SOC确定电动汽车是否充电的方法,从剩余电量的角度给出了判断电动汽车是否充电的依据;最后,考虑到充电策略执行的可行性与实时性,提出了一种充电桩与用户交互的自由有序充电方式选择策略。针对特定区域内电动汽车充电需求,文章给出了需充电电动汽车数量,并依据SOC判别每辆EV是否充电,进而确定自由有序充电策略下的负荷曲线并与无序充电结果进行对比。仿真结果表明,采用该充电策略可以有效减小充电负荷峰谷差,转移充电负荷峰值,减少电动汽车充电桩需求数量,提高充电桩的使用率。     

考虑用户充电决策行为的电动汽车充电引导策略

快充站(fast charging station,FCS)是电动汽车(electric vehicle,EV)的重要能源供给设施。随着EV的推广应用,快充负荷也逐渐攀升,对配电网运行产生了一定影响。然而,快充负荷作为一种需求侧响应资源,可通过有序充电控制缓解EV接入给配电网运行带来的负面影响,因此文中提出考虑用户充电决策行为的EV充电引导策略。首先,考虑动态交通路况影响,利用出行链理论构建EV移动模型,进行用户出行模拟,并刻画剩余电量的时空分布。其次,考虑剩余电量、充电设施分布与充电服务价格,利用后悔理论构建用户充电决策模型,并刻画充电负荷时空分布。然后,以配电网网损最小为目标,构建充电服务价格优化模型,通过优化公共FCS的充电服务价格,引导充电负荷时空分布。最后,对不同服务价格方案进行对比,结果表明,文中方法对小容量车型的引导效果更好,且用户时间消耗等效折算系数越大,文中方法对充电负荷引导的效果越好。     

电动汽车充电设施规划探讨

电动汽车充电站是电动汽车业发展所必须的重要配套基础设施。分析了电动汽车发展的社会和行业背景,讨论了发展电动汽车对充电技术的要求,研究了影响电动汽车充电站规划的几方面因素,并根据南方电网公司的有关规定,探讨了电动汽车充电设施的规划问题。     

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．     

基于TOPSIS方法的居民区电动汽车有序充电策略

针对中国目前超大城市电动汽车保有量的快速增长与现有配电网制约用户充电需求的矛盾,提出了一种基于理想解法的居民区电动汽车有序充电策略,以最大限度调配现有可用的电能资源。通过分析电动汽车出行规律,建立了居民区电动汽车出行、返回、等待、充电的数学模型。在综合考虑充电时间、充电费用、等待时间、充电完成率、小区总负荷变化率等决策指标基础上,建立了基于理想解法的有序充电排序方法,并通过算例仿真进一步对比了分时电价策略下峰谷电价对用户充电行为的影响。仿真结果表明,与现有网格选取法有序充电结果相比,该方法可在保证电动汽车充电完成率和稳定居民区负荷前提下,更好地兼顾电动汽车充电的连续性、便捷性和经济性,为居民区停车场电动汽车有序充电管理提供决策依据。     

基于分区需求系数的电动汽车充电设施规划

电动汽车充电设施的合理规划对于电动汽车的推广具有重要作用。为此, 提出了一种基于分区充电需求系数的电动汽车充电设施选址定容方法。首先基于对各类电动汽车充电模式分析, 提出了电动汽车负荷预测模型。接着由各类电动汽车的日能量需求及日最大接入数量, 计算出各类电动汽车充电设施的需求数量。之后, 对所需研究的规划区域进行区块划分, 确定各区块的充电需求系数, 并选出充电需求较高的区块, 再根据所得到的候选布点区块及充电桩总数来确定每个区块的充电桩数量。最后, 以杭州市充电设施规划为例来说明所提方法的基本特征。     

基于充电设备利用率的电动汽车充电路径多目标优化调度

由于电动汽车车主选择充电站具有较大的随机性,使得各充电站的利用率存在较大的差异,从而造成整个电网的负荷失衡,影响配电网的稳定性和安全性。针对上述问题,将行驶路程最近、时间最短、充电站时间利用率偏差最小和功率利用率偏差最小作为优化目标,建立了电动汽车充电路径多目标优化调度模型。在对该模型进行求解的过程中,提出了基于细菌趋化的改进粒子群算法进行求解。仿真结果表明,采用该算法后,电动汽车车主可以根据区域内充电站的利用率情况有目的选择充电站,实现均衡化充电站利用率的目的。     

考虑充电站吸引力的EV充电负荷时空分布模拟

电动汽车(electricvehicle,EV)充电负荷时空分布的随机性给电力系统的规划与运行带来了挑战。针对该问题,文章提出考虑充电站吸引力与交通耗时指数的EV充电负荷时空分布模拟方法。首先建立充电站吸引力模型,用以描述用户选择充电站的规律;其次对传统起点–终点(origin destination,OD)矩阵进行修正,用以描述EV的行驶和分布规律;提出交通耗时指数概念,量化用户的行驶耗时;进而使得充电站吸引力模型能够充分计及各种时空因素,通过模拟EV的行驶路径及荷电状态并结合充电站吸引力计算单体EV的充电负荷时空分布矩阵,进一步通过蒙特卡洛模拟推广至群体EV;最后以某典型城区为例,对比分析出租车和私家车的充电负荷形态及充电站吸引力和交通状况对充电负荷的影响,验证了文章所提模型和方法的正确性和有效性。