考虑系统静态电压稳定性的电动汽车充电设备就地控制方法研究

随着电动汽车的大规模发展,其峰值充电负荷占全网负荷的比例日益上升,给电网的静态电压稳定带来了负面影响。试图将电动汽车充电设备纳入电力系统安稳控制,从而减少这一影响。提出了电动汽车充电设备的三种控制方法:灵敏度控制方法、理想控制方法以及下垂控制方法,并对其控制效果进行了对比。三种方法都能够达到提升系统负荷裕度的目的,但其中的下垂控制方法更适合实际控制应用。将下垂控制应用到新英格兰39节点系统,在不同渗透率和不同充电速率情况下分析其对系统电压稳定性的影响。结果表明下垂控制能够明显提高系统负荷裕度,是一种有效的电动汽车充电设备就地控制方法。     

考虑电动汽车接入的配电系统静态电压稳定裕度研究

针对电动汽车的充电特性,本文以实测充电数据为基础,拟合其五阶高斯充电分布规律,在此基础上研究了多场景下含电动汽车的配网电压稳定裕度,分析采用无序充电和峰谷分时电价调控充电方式时,不同渗透率的电动汽车充电对配电网电压稳定裕度造成不同程度的影响,以及电动汽车以不同比例接入充电站节点时对配网电压稳定裕度的影响,并依据系统电压稳定裕度采用一种可切负荷控制策略,以提高系统应对电压失稳能力。     

电动汽车充电对配电网电压质量的影响研究

大规模电动汽车接入居民小区配电网可能会引起电压质量问题,有必要建立有效的充电负荷模型,研究电动汽车充电对配电网电压质量的影响,为配电网的升级改造、充电桩的合理建设提供理论依据。本文提出了一种计及周末充电高峰效应的私家车充电负荷计算方法,该方法能够反映电动汽车用户的充电习惯,体现不同日期间充电负荷的差别。然后,利用MATLAB软件搭建了配电网模型,仿真分析了不同规模电动汽车接入配电网后对节点电压偏移、电压不平衡的影响,仿真设计了不同的场景,综合考虑了快速充电与慢速充电、纯电式与插入式电动汽车充电对配电网的不同影响,同时考虑了慢速充电在三相均衡充电与不均衡充电模式下对三相电压不平衡的影响。     

电动汽车接入方式对配电网静态电压稳定裕度的影响分析

电动汽车负荷具有随机性、间歇性和源荷两重性,当其大规模无序接入配电网时,对电网的安全稳定和经济运行将产生严重影响。本文分析了不同类型电动汽车用户的行为特性,建立了电动汽车功率需求模型,采用蒙特卡洛法预测了未来配电网中各类电动汽车负荷的时空分布规律,在此基础上提出了配电网对电动汽车适应能力的测评方法。以IEEE33节点配电网应用为例,分析了电动汽车充电负荷在不同接入方式下对电网静态电压稳定裕度的影响。     

电动汽车充电负荷与调度控制策略综述

电动汽车的普及已成为一种趋势,将会对电力系统运行产生深刻影响。电动汽车充电控制将成为系统运行控制的重要手段,不仅能够限制充电负荷的不利影响,而且能够实现负荷削峰填谷,促进可再生能源吸纳,发挥负荷调度的作用。该文介绍了近年来充电负荷、充电控制领域内的研究成果,涉及充电负荷仿真分析模型、充电控制效益、充电控制策略研究等方面;同时指出了尚未解决的问题和可能的研究方向。     

配电网接纳电动汽车充电负荷能力的评估方法

针对规模化电动汽车充电负荷对配电网的不利影响,提出一种考虑了保护灵敏性的配电网接纳电动汽车充电负荷能力的评估方法。对不同类型电动汽车的充电负荷进行建模,在以系统容量、节点电压偏差作为电动汽车充电负荷接纳能力限制条件的基础上,考虑配电线路保护灵敏性,分析配电网接纳电动汽车充电负荷的能力;通过计算流过保护的最大负荷电流,对比最大负荷电流的最小值,以确定影响配电网接纳电动汽车的限制因素,得出配电网接纳电动汽车的规模;采用改进的IEEE-33节点配电网,仿真3种不同的案例,得到不同场景下电动汽车的最大接入规模。     

电动汽车充电负荷预测及有序充电控制策略研究

电动汽车充电负荷控制较复杂，需要构建严格的控制策略，使其能够顺利完成充电过程，提高车辆运行的平稳性。基于此，先从需求建模、负荷预测、负荷计算三个方面对电动汽车充电负荷预测方法进行分析；再从有序充电系统、通信控制方案、控制算法分析等方面对有序充电控制策略进行研究，确保控制过程能够有序开展，保障电动汽车具有良好的负荷状态。     

含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性分析

电动汽车充电负荷和风电的随机性与时变性将对电力系统的运行状态产生重要影响.为此,分析了影响电动汽车充电负荷特性的主要因素,根据车辆调查数据对电动汽车用户行驶特性进行建模,基于变异系数建立了电动汽车充电负荷、风电出力和基础负荷的动态概率模型,采用半不变量法概率潮流研究了含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性,分析了5种不同情形下系统支路潮流和节点电压的运行状态.研究结果表明,采用动态概率模型能获得更全面的潮流分布情况,电动汽车充电负荷和风电出力对系统动态运行特性有重要影响,且不同的电动汽车充电控制策略对系统的影响也不同.     

时滞环境下基于电动汽车与电热泵的协调频率控制

提出一种时滞环境下应用电动汽车和电热泵协同参与系统负荷频率控制的调控策略。在考虑电动汽车和电热泵单体运行特性的基础上,分别构建电动汽车与电热泵集群的调频控制模型;充分考虑负荷频率控制中通信延时的影响,建立包含时滞环节的调频系统动态模型;进一步地,利用该模型对不同类型可控负荷集群对应的时滞稳定裕度进行分析,并根据最大化系统稳定裕度的原则优先采用稳定裕度较大的可控负荷进行调频,从而对电动汽车与电热泵在参与频率调节过程中进行协调控制。     

考虑用户行车习惯的电动汽车充电双层控制策略

考虑到电动汽车充电的随机性,基于软件模拟电动汽车用户行车及充电行为,并利用虚拟电池集合模型,提出电动汽车充电双层控制策略。该方法综合集中控制和分散控制的优势,将充电优化过程分为目标函数不同的上、下层2个层级。上层控制考虑全局利益,以高峰时的线路负荷、节点电压和总体成本为目标优化条件;下层控制考虑未来电动汽车高渗透率的情况,采用综合对偶分解和拉格朗日增广算法优点的交替方向乘子法(ADMM)进行分布式优化求解。为验证所提方法的有效性,利用仿真软件模拟18节点配电系统,对比分析了不同场景下4种控制模式对于节点电压、线路负荷以及日负荷曲线优化效果。结果表明,文中所提策略能解决由于大规模电动汽车接入带来的节点电压降低和线路负荷增加的问题,同时平抑高峰负荷,使日负荷曲线更加平滑。     

电动汽车供电能源优化组合及智能充电策略

为评估电动汽车充电过程中不同种类可再生能源的经济性,构建了智能充电优化模型,得出电动汽车供电电源的最佳电能组合,所涉及发电能源包括风电、光伏发电以及通过可再生能源配额进行补偿的传统化石燃料发电。通过对可再生能源利用情况和电动汽车充电特性进行分析,采用启发式动态规划方法建立智能充电模型,研究风能、太阳能接入电动汽车充电系统后与传统发电能源的协同优化机制,并对电动汽车充电能源组合中各能源的经济性进行敏感性分析。结果表明,电动汽车智能充电策略有利于提高可再生能源的利用率,降低其负荷不稳定性对电力系统的影响,并且风力发电接入充电系统具有成本优化效益,能有效降低充电成本。     

环境温度对电动汽车充电负荷的影响分析

不同环境温度对电动汽车附加能耗、电池性能、行驶路况等影响显著,因而导致电动汽车充电需求的差异。分析环境温度对电动汽车充电负荷的影响,对深入研究充电负荷对电网的影响以及合理的充电设施规划等具有重要意义。提出考虑温度影响的电动汽车充电负荷计算方法,结合电动汽车平均续航里程、行车需求统计数据,采用蒙特卡洛模拟计算不同温度下多种类型电动汽车充电负荷。以广州市电动汽车充电负荷为例进行仿真计算,仿真结果表明环境温度对电动汽车充电负荷有显著影响,相较于常温天气,高温和低温天气条件下电动汽车充电负荷明显增加。不同类型电动汽车的充电负荷受环境温度影响程度不同,每日行驶里程更长的电动公交车充电负荷受环境温度影响更大。     

Bi-directional electric vehicle fast charging station with novel reactive power compensation for voltage regulation

Excessive carbon emissions from the current transportation sector has encouraged the growth of electric vehicles. Despite the environmental and economical benefits electric vehicles charging will introduce negative impacts on the existing network operation. This paper examines the voltage impact due to electric vehicle fast charging in low voltage distribution network during the peak load condition. Simulation results show that fast charging of only six electric vehicles have driven the network to go beyond the safe operational voltage level. Therefore, a bi-directional DC fast charging station with novel control topology is proposed to solve the voltage drop problem. The switching of power converter modules of DC fast charging station are controlled to fast charge the electric vehicles with new constant current/reduced constant current approach. The control topology maintains the DC-link voltage at 800 V and provides reactive power compensation to regulate the network bus voltage at the steady-state voltage or rated voltage (one per unit). The reactive power compensation is realized by simple direct-voltage control, which is capable of supplying sufficient reactive power to grid in situations where the electric vehicle is charging or electric vehicle is not receiving charges.     

基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化

为了解决电动汽车大规模发展带来的充电交易主体之间的信任问题,提出了基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化方法。首先,设计电动汽车充电桩两阶段交易优化框架;然后,为了避免电网负荷过载给电网的安全稳定运行带来影响,以电网容量裕度为约束,引入双向交易市场、P2P交易市场,在各个充电站之间进行充电权交易,构建电网与电动汽车充电桩交易优化模型;其次,为了降低充电站的偏差惩罚成本以及引导电动车车主有序充电,构建了基于需求响应的电动汽车充电桩与车主交易优化模型;最后,以某一仿真场景为例进行算例分析,验证模型的有效性。算例结果表明:基于区块链的两阶段交易优化模型,能提高充电站的收益,降低系统峰谷差。     

规模化电动汽车有序充电分层控制策略研究

电动汽车作为一种特殊电力负荷大规模投入电网后,对其有序充电策略进行研究,能够降低充电负荷对电网的冲击、平抑负荷波动,降低用户充电费用。文中以电动私家车为研究对象、居民小区为应用场景,提出了一种上层根据居民小区的充电需求与负荷方差最小的优化目标确定功率指导曲线、下层同时考虑下发的指导曲线以及充电站峰谷差最小的优化目标来满足用户充电需求的有序充电优化方法。分析充电模式等因素对电动汽车(Electric Vehicle,EV)充电负荷的影响,并基于蒙特卡洛方法进行充电负荷预测的计算;提出了电动汽车有序充电的分层控制架构,并建立了能够平抑总体负荷波动、降低变电站负荷峰谷差的双层优化模型,采用粒子群算法进行计算;以某居民小区为例进行仿真计算,对比电动汽车在不同渗透率下使用该优化充电方法前后的结果。结果表明,该控制策略使充电负荷的高峰期往后推迟至基础负荷的用电低谷期,实现了负荷曲线的“削峰填谷”,且随着渗透率的增加,在降低负荷峰谷差、平抑负荷波动方面的优化效果更好;在充电费用方面,有序充电情况下充电费用减少了29.0%,降低了电动汽车用户的充电负担。     

基于双层优化的电动汽车充放电调度策略

大量电动汽车无序充放电会给电力系统的安全与经济运行带来严重的负面影响。为避免这一问题,引入了对电动汽车进行分层分区调度的理念,并构建了基于双层优化的可入网电动汽车充放电调度模型。在上层模型中,通过优化各电动汽车代理商在各时段的调度计划(包括充电负荷和放电出力),使系统在研究时间区间内总负荷水平的方差最小化,从而实现削峰填谷;在下层模型中,通过各电动汽车代理商对其所管辖电动汽车充放电时间的优化管理,以便与上层的调度计划尽可能一致。之后,采用AMPL/IPOPT和AMPL/CPLEX高效商业求解器对上下层问题分别进行迭代求解。最后,以包含5个电动汽车代理商的、修改的IEEE 30节点测试系统为例,说明了所提出的模型与方法的基本特征。     

基于充放电裕度的电动汽车集群一次调频控制策略

针对未来电网一次调频资源不足的问题,提出一种基于充放电裕度的电动汽车集群虚拟储能参与电网一次调频的自适应控制策略。首先,分析电动汽车的调控运行范围。其次,研究电动汽车集群参与电网一次调频方法。考虑电动汽车充放电时间和电池荷电状态（SOC）裕度,设计电动汽车充放电裕度指标。接着,提出基于充放电裕度的自适应一次调频控制策略,优化电动汽车参与一次调频的下垂功率,从而兼顾电网一次调频和电动汽车充放电需求。然后,通过定时更新方式评估电动汽车集群虚拟储能的一次调频能力,并提出一次调频效果评价指标。最后通过区域电网仿真案例分析,验证了所提策略在减少系统频率偏差和优化电动汽车一次调频出力的有效性。     

基于电动汽车最小高峰负荷模型的微电网可靠性分析

电动汽车充电时间灵活、调控性能好,可作为一种可控负荷参与微电网的负荷调节,从而避免微电网孤岛运行时发电量不足而切负荷。基于此,重点研究了计及电动汽车充电控制策略的微电网可靠性分析。首先,建立了电动汽车最小高峰负荷模型,以评估微电网孤岛运行时电动汽车的调控潜力。紧接着,基于最小高峰负荷模型,提出了计及供电可靠性的电动汽车-储能联合调控策略。然后,基于蒙特卡洛模拟法,提出了计及电动汽车-储能联合调控策略的微电网可靠性评估方法。最后,通过改进的RBTSBus6F4馈线系统进行算例仿真。仿真结果验证了所提模型和策略的有效性。算例结果表明,所提的微电网调控策略能在满足电动汽车充电需求的基础上,有效降低电动汽车接入对微电网可靠性的影响。     

满足电动汽车充电需求的台区柔性资源分布式协调控制

随着电动汽车行业的快速发展,交直流混合微电网经济稳定运行成为重要研究目标,需研究满足孤岛运行的电动汽车充电需求控制技术.围绕多辆电动汽车的充电需求问题,文中提出了一种基于需求的台区柔性资源分布式协调策略(DDRCS),基于电压下垂控制结构提出了一种改进的互联变换器(IC),根据分散和分布工作方式提出一种协调控制的电动汽车存储控制器,建立了基于区域电动汽车充电需求的交直流混合微电网模型,测试了两种控制器在可变光伏、商业负荷和各种故障下的性能.算例表明所提出的分布式控制器在时间延迟和故障条件优于已有分布式控制器,可提高发电可变情况下的交直流混合微电网安全经济运行能力,同时可满足多辆电动汽车充电需求.     

城市配电网下的电动汽车有序充电策略研究

按照当前城市供电能力,电动汽车的充电负荷增加将会使电网负荷承担进一步加重,如果不合理安排其充电,大量的充电负荷集中在负荷峰值期充电,将会使电网峰谷差增大、网损增加、电网利用率降低。在考虑电动汽车种类以及用户充电场所后,根据电动汽车的百公里耗电量、充电时长和特性、用户行为等,在电网负荷谷时段,建立用户充电费用最少为目标的有序充电策略,最后利用粒子群算法求解,通过算例比较有序充电和无序充电的充电费用和峰谷差,验证了该方法的有效性。