考虑分时电价的电动汽车充电负荷计算

为了利用分时电价实现电动汽车的有序充电,提出了一种考虑分时电价的充电负荷计算方法。将电池充电过程划分为5个阶段,考虑行程结束时间与每日行驶里程的概率分布,计算了考虑分时电价后全天各时段内一辆电动汽车处于电池各充电阶段的概率,结合电池各充电阶段的充电功率,得到每个时段内一辆电动汽车的充电负荷期望值,根据中心极限定理计算了所有车辆充电负荷的分布情况。仿真结果表明,考虑分时电价后,充电负荷集中分布于谷时段,降低了对电网的不利影响。与蒙特卡洛模拟方法相比,该方法计算效率更高,计算结果基本相同。     

多种类型电动汽车接入配电网的充电负荷概率模拟

通过研究不同类型电动汽车的充电特性,针对混合电动汽车改进了初始荷电状态的抽样方法;计及充电时间长度对开始充电时刻选择的影响,同时引入电动汽车实时充电数量的随机因素,建立了多种类型电动汽车充电负荷需求的概率模型。某地的配电网负荷数据和IEEE 34节点系统算例结果表明,在电动汽车渗透率相同的情况下,其充电高峰时段工作日负荷高于休息日负荷;适当提高换电池电动汽车比例可以降低电动汽车对配电网带来的负荷冲击。     

基于分时电价的电动汽车有序充电控制策略设计

文中以减小电网峰谷差作为主要目标,结合电网分时电价时段划分与局域配电网负荷波动情况,提出了电动汽车充电分时电价时段划分方法,并建立了以用户充电费用最小和电池起始充电时间最早为控制目标的数学模型.利用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的充电行为,对比分析了电动汽车在无序充电和有序充电模式下的仿真结果,表明:通过电动汽车响应充电分时电价,能够有效减小峰谷差,并提高用户满意度.针对电动汽车用户对有序充电的不同响应系数,仿真计算了局域配电网的负荷曲线,结果表明:受充电分时电价影响的用户越多,对于抑制因电动汽车接入而引起的局域配电网负荷的波动越有利.     

住宅小区电动汽车充电负荷分期管理策略

为进一步提高电动汽车有序充电用户参与度,降低峰期电动汽车充电负荷,延缓配电变压器过载,结合住宅小区电动汽车停留时段,综合考虑用户充电意愿及峰谷分时电价时段划分,设置中长期有序充电和长期有序充电两种管理模式,满足不同充电需求的用户参与有序充电。其中,中长期管理模式根据住宅小区居民负荷曲线变化特征,采用倒序法选取充电开始时刻,达到削峰、移峰的效果;长期管理模式采用最小值最大法选取充电开始时刻,达到填谷的效果。仿真结果表明,通过协调控制不同管理模式的用户参与度,可进一步降低负荷峰谷差,减小负荷方差,降低充电费用,所提策略为用户提供更多样的选择。     

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。     

基于两级充电管理系统的电动汽车智能充电控制系统研究

随着电动汽车的发展,电动汽车大规模的无序充电将对现有电网的稳定性造成潜在威胁。如果仅以现有电网扩容作为解决方法,不仅需要大量的投资,且在低负荷时会造成容量的浪费。文中提出了一种基于两级电动汽车充电管理系统(electric vehicles charging management system,EVCMS)的优化算法,在满足充电需求的前提下,通过合理调配充电时段和充电速率,来优化需求侧管理,减少电动汽车充电对电网的冲击。该优化算法的影响因素主要包括实时电价、电池剩余容量、电网侧负荷容量和充电时段等。     

电动汽车充电对配电网负荷的影响及有序控制研究

针对电动汽车规模化应用对电网规划运行带来的负面影响,提出采用集中式与分布式结合的优化控制理念,建立协调控制模型.集中式控制以电网负荷波动最小化作为优化目标,分布式控制以动态时间窗内充电需求与集中式优化控制结果之间的偏差、用户充电成本最小化以及延长电池寿命为优化目标,实现了电动汽车充放电的动态优化控制.以山东电网规划数据为例,考虑充电时间、充电模式、不同渗透率等因素,分析无序充电、时段控制充电、有序充电等多情景下电动汽车充电对配电网负荷的影响,结果验证了充电负荷模型和优化控制算法的有效性与可行性.     

基于一致性K均值聚类的电动汽车充电负荷建模方法

准确预测电动汽车充电负荷是供电规划优化设计的基础,提出一种基于聚类分析的电动汽车充电负荷预测方法。将牵制一致性控制引入充电负荷数据聚类分析中,提出基于一致性理论的k均值聚类方法,利用当前时段与相邻时段充电负荷数据的不相似性度量,迭代更新聚类状态,准确计算聚类中心,完成电动汽车充电概率与充电起始时间概率分布函数的快速求取;根据识别出的电动汽车充电行为特性参数,通过求解非线性规划函数,准确预测充电高峰时期聚集负荷模型。结合典型场景下杭州电动汽车充电实际案例,验证了所提方法具有计算简单、聚类快速、建模准确的特点。     

采用分群优化的电动汽车与电网互动调度策略

大规模电动汽车(EV)无序充电将会威胁电网的安全运行。为此,提出一种采用分群优化的电动汽车与电网互动调度策略。首先,根据EV的电池约束、时间约束及充放电转换次数约束,将各时段的EV动态划分为常规车群和调控车群,常规车群进行无序充电,调控车群包含充电车群和放电车群;然后,在控制中心以车群划分情况和车群负荷信息为约束条件,优化调控车群的可调度负荷使研究时段内的总负荷方差最小化;最后,根据EV的出行约束计算EV的权系数,采用功率分配算法控制充放电功率不高于可调度负荷值。所提方法能保证EV在满足出行需求的情况下,对电网进行削峰填谷。算例结果验证了所提方法的合理性和有效性;所提调度策略方案实施简单,效果明显,有利于进行实际应用。     

电动汽车充电负荷计算方法

在研究中国电动汽车相关政策、发展趋势的基础上,基于调研结果,分析了不同类型电动汽车不同充电行为对应的充电方式及充电时段。根据不同类型电动汽车不同充电行为的充电功率,提出采用蒙特卡洛模拟抽取起始荷电状态、起始充电时间的电动汽车充电负荷计算方法。该方法将不同车辆的不同充电行为按充电需求进行分类,根据充电方式、起始荷电状态、充电需求、起始充电时间计算充电时间,获得充电负荷曲线。对中国未来电动汽车充电负荷水平进行了计算和分析。分析结果表明：随着中国电动汽车的发展,充电负荷将对电网的运行和规划带来较大的影响;充电负荷具有明显的峰谷差,负荷调控的潜力大。     

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。     

A procedure for derating a substation transformer in the presenceof widespread electric vehicle battery charging

This paper studies the effect of electric vehicle (EV) battery charging on a substation transformer that supplies commercial, residential, industrial, and EV load on a peak summer day. The analysis begins by modeling non-EV load with typical utility load shapes. EV load is modeled using the results from an analytical solution technique that predicts the net power and harmonic currents generated by a group of EV battery chargers. We evaluate the amount of transformer derating by maintaining constant daily transformer loss-of-life, with and without EV charging. This analysis shows that the time of day and the length of time during which the EVs begin charging are critical in determining the amount of transformer derating required. Our results show that with proper control, EV charging may have very little effect on power system components at the substation level     

规模化电动汽车三相负荷平衡充电选线装置与仿真分析

居民小区规模化电动汽车的单相慢速充电方式可造成小区电力系统出现严重的三相不平衡现象,进而会对配电网造成不可忽视的影响,针对此问题设计了一种自动平衡电动汽车三相充电负荷的充电机选线装置。该开关装置可自动地选择电压最高的一相作为电动汽车充电电源,同时断开与另外两相的连接。在此选线装置作用下,居民小区配电系统陆续接入需要充电的电动汽车时,充电负荷会自动地均匀分配给各相电源以达到三相负荷平衡的目的。对此选线装置参与的居民小区配电系统进行了仿真分析,分析结果表明,该装置具有实现充电负荷平衡、改善三相电压不平衡度及降低配网线损的效果。     

考虑分段充电的实用型电动汽车概率负荷模型

随着电动汽车发展的规模不断扩大,车辆的充电负荷将成为电网负荷的重要组成.由于自身充电行为的随机性,电动汽车充电负荷难以用传统的负荷模型进行描述.文章针对停车场内的电动汽车充电负荷,提出了一种考虑分段充电特性的实用型充电负荷概率模型.研究了单台电动汽车电流型分段充电负荷模型,在此基础上利用蒙特卡洛抽样模拟多台电动汽车的随机充电过程;通过最小二乘法对模拟的电动汽车充电负荷特性进行辨识,得到等值充电负荷模型参数集;考虑电动汽车进站时刻、充电时长占比等因素,结合分段模型参数辨识值得出各参数的概率分布特性,将停车场的充电负荷等效为一个变系数的负荷模型.利用实测出行规律的统计数据,在Matlab/Simulink中对该模型进行仿真验证负荷模型参数的有效性.仿真结果表明,文章建立的负荷模型简洁清晰地描述了充电行为随机的电动汽车充电负荷特性,可应用于规模化电动汽车充电负荷的实际工程计算中.     

考虑规模化快充负荷的低压互联配电台区风险评估

提出一种基于规模化电动汽车快充负荷的配电台区风险评估方法。首先,以“停车—充电”模式为基础,考虑居民区、商业区不同的充电需求,进行电动汽车快充负荷的模拟;其次,给出配电台区中快充负荷分散接入的传统方式,以及台区低压侧互联的新型接入方式,并基于此提出AC/DC变流器、储能设备的控制策略,建立台区互联的功率模型;最后,以台区变压器为中心,提出包括配变重载、超载和切负荷成本的风险指标,建立配电台区风险评估体系。以南京市某地区示范工程作为算例,讨论分析不同拓扑结构及快充负荷规模下配电台区的安全运行风险,及储能系统的对台区支撑作用。     

融合多源信息的电动汽车充电负荷预测及其对配电网的影响

电动汽车充电负荷具有时间和空间不确定性、随机性,提出一种融合路网、交通、电网、天气、车辆、充电设施等多源信息的考虑用户出行行为和充电需求的电动汽车充电负荷时空分布预测模型。由图论方法构建城市路网和电网信息模型及两者的耦合关系;引入出行链,以概率函数拟合车辆首次出行时间和行程目的地的驻留时间,采用Dijkstra算法规划车辆的出行路径以获得各段行程距离,由道路等级和各时段交通信息获得车辆的行驶速度,以计算行程行驶时间和荷电状态,再根据各行程目的地的充电需求判断条件,计算充电时长和充电负荷;采用蒙特卡洛方法对各功能区电动汽车出行的时间和空间充电负荷分布进行整体仿真;并根据耦合关系将充电负荷归算至对应电网节点,再通过时间序列潮流计算评估电动汽车接入电网后无序充电对电网负荷、电压和网损的影响。算例通过设置不同的场景预测了不同功能区和电网节点的充电负荷曲线,分析了不同因素对充电负荷分布及电网的影响,验证了所提模型的有效性。     

计及有序充电的配电变压器扩展规划建模

针对集群电动汽车接入引起的配电容量不足及投资经济性问题,首先对纯住宅区和商住两用场景下的典型配电变压器基础负荷曲线进行聚类分析,根据负荷特性对电动汽车充电负荷进行细化建模,并考虑负荷的发展趋势,建立起配电变压器综合负荷的自然增长模型。在此基础上,根据有序充电和新建配电变压器2种手段的互补优势,提出了计及有序充电的配电变压器扩展规划方法,以投资方案全寿命周期成本最小为目标,建立长时间尺度下的组合决策优化模型,确定有序充电和新建配电变压器的最佳组合形式。以某新建居民小区为例,建立该小区配电变压器的负荷自然增长模型,并采用所提组合决策优化模型,确定小区最佳的有序充电控制应用时间、新建配电变压器投运时间、配电变压器容量和型号,最终通过多个影响因素的对比分析,验证了所提方法的有效性与经济性。     

电动汽车充电站的概率负荷建模

电动汽车充电站负荷的随机性特征,使相关建立具有通用性负荷模型的研究存在一定的困难,针对三类典型电动汽车充电站,即电池更换站、居民区充电站、公共场所充电站,提出了一种以充电方式、地理位置、出行特征为基础的概率负荷建模方法,通过全面研究充电站负荷建模的影响因素,采用蒙特卡洛模拟与概率统计分析规律相结合的方法综合建立三类典型充电站的概率负荷模型。在此基础上,运用粒子群算法优化得到了填谷效应最优的三类典型充电站的优化配置方案,验证了所建立的概率负荷模型的有效性和实用性。     

居民小区电动汽车充电负荷有序控制策略

针对当前居民小区电动汽车充电设施建设中遇到的配电变压器供电容量限制及物业管理方缺乏运营积极性等实际困难,研究了电动汽车充电负荷有序控制策略,主要目标包括预防配电变压器过载和实现充电收益最大化。首先提出了网格选取法,在保证变压器不过载运行的同时,灵活规划电动汽车的充电时段。进而基于峰谷分时电价构建了充电电费支出最小的目标函数,并基于遗传算法设计了求取最优网格选取结果的方法与步骤。最后,采用蒙特卡洛法进行算例仿真和分析验证。结果表明:网格选取法隐含了配电容量限制条件,简化了电动汽车的有序充电规划,更利于采用寻优算法进行求解。所求取的有序充电策略能有效实现负荷移峰填谷、降低电费支出,同时提高运营方的充电收益及参与积极性。