电动汽车与电网互动协调控制策略研究综述

大量无序接入的电动汽车会对电网产生巨大的影响。电动汽车,尤其是具有V2G（VehicletoGrid）功能的电动汽车将会成为智能电网的重要组成部分,一方面能够减小随机充电负荷对电网的冲击,另一方面,电动汽车的移动储能特性又会为可再生能源协调发展提供平台。介绍了近几年电动汽车与电网互动在协调控制策略方面的研究成果,并对电动汽车参与电网互动的控制策略提出了建议。     

电动汽车充电预约的安全认证技术研究

电动汽车大规模接入电网给电力系统的稳定运行带来了挑战,电动汽车与电网互动(Vehicle to Grid, V2G)能为电动汽车的有序充电提供技术支持。作为一种交通工具,当处于行驶状态的电动汽车有充电需求时,其充电时间和地点并不能完全事先确定。文中研究电动汽车充电预约的信息安全问题,在融合智能电网与车联网的基础之上,基于端、边、管、云的通信系统逻辑架构,利用改进DSA数字签名的批验证技术,提出了一种应用于行驶状态的电动汽车充电预约安全认证方案,性能分析结果验证了所提方案的有效性。     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

考虑电动汽车充电负荷空间分布的系统特性分析

电动汽车充电的便捷、安全是电动汽车产业化的必要保障。电动汽车充电负荷具有一定的随机性和集聚性,充电负荷接入电网的位置和容量不同,势必给电网带来不同的影响。如何适应电动汽车充电负荷的接入成为电网建设规划中面临的重点问题之一。基于现有的电动汽车充电方式的讨论,考虑电动汽车充电负荷随机分布和局部集中分布两种方式,通过仿真计算,详细研究了接入电网的电压和损耗特性,并对关键因素进行了分析。结果显示,接入电网的电压和损耗特性与充电负荷的分布密切相关。最后提出电动汽车充电站点设计和选址依据。     

基于V2G技术的电动汽车实时调度策略

随着电动汽车逐渐普及,其对电网的影响也不断扩大。为加强电动汽车与电网间协作,充分利用电动汽车在电网能量调度中的高度灵活性,提出一种基于V2G技术的电动汽车实时调度策略。首先以降低充电成本和网损成本为目标,建立电动汽车调度模型。然后通过构建网损灵敏度指标分析电网节点性能,基于电网负荷制定分时电价,通过潮流计算和凸优化算法实时求解得到电动汽车充放电策略。最后以IEEE 33节点配电网为例验证了所提策略可以有效降低充电成本与网损成本,同时分析了电动汽车渗透率、V2G占比对车网协作效果的影响。     

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。     

新能源电动汽车参与电网频率控制研究

随着电动汽车的商业化,电动汽车与电网相连V2G（vehicle to grid）之间的影响也受到关注。电动汽车配备的大容量储能装置可以很好的作为电网的分布式储能设备。提出通过电动汽车互联到电网,来解决新能源并入电网引起的频率波动问题。将处于闲置状态的电动汽车聚合在一起,对大规模电动汽车采取预设智能充放电控制,通过充电桩对电网进行双向功率传输,以此来对电网频率偏移进行抑制。通过仿真分析,当电动汽车达到一定规模时,充分利用电动汽车的储能特性可以有效缓解区域电网的频率偏移。     

Probabilistic Modeling and Statistical Analysis of Aggregated Electric Vehicle Charging Station Load

The number of electric vehicles is increasing worldwide. The charging of a single electric vehicle can draw several kilowatts of power, and the aggregate effects of charging thousands of electric vehicles on electric power system infrastructure, operation, and planning must be considered. An important tool in studying the integration of electric vehicles and developing associated technologies and controls within the framework of the smart grid are probabilistic models of charging station load. This article identifies, evaluates, and proposes probabilistic models and analyzes the statistical characteristics of aggregated electric vehicle charging station load. A data-driven approach is taken, using measured time-stamped power consumption from charging stations to formulate and evaluate suitable parametric probabilistic models. The influence of time-of-use pricing on electric vehicle charging station load characteristics is also examined. Two data sets—one from Washington State, the other from San Diego, CA—each covering over 2 years, are used to create the models.     

电动汽车智能充换电服务网络建设与运营

介绍电动汽车智能充换电服务网络的内涵和作用,提出做好充换电设施网络规划,优化智能充换电服务网络布局。在充换电设施建设过程中,加强工程管理,完善充换电设施运营机制,提高运营水平。加快技术创新,加强电动汽车创造企业和电网企业交流合作,促进我国电力汽车产业化、规模化发展。     

电动汽车交流充电桩谐波分析及谐波抑制研究

交流充电桩是家用电动汽车主要的能源供给设施,利用车载式充电机为动力电池充电。随着电动汽车充电站日益增多,其产生的谐波污染也越来越严重。搭建了单相车载式充电机的完整模型,详细分析了其谐波特点和充电机台数变化对谐波含量的影响。针对充电桩的谐波问题,将有源电力滤波技术应用到交流充电桩中。在所搭建的仿真模型中,针对单相车载式充电机的负载特性,采用传统PI控制与重复控制相结合的复合控制方法,新型交流充电桩有效地抑制了车载式充电器谐波,提高电网侧电能质量。     

电动汽车充电对区域电网电能质量的影响

随着全球变暖、臭氧层破坏、酸雨以及能源危机所带来的影响日益显著,能源和环境问题已经逐步成为全球关注的焦点,低碳节能已经成为共识。在交通运输方面,汽车尾气排放成为了越来越需要解决的问题,从而推动了新能源汽车的发展,特别是电动汽车的发展。大量电动汽车从电网充电,必然会对电网产生影响。研究大规模电动汽车充电对区域电网电能质量的影响,主要包括谐波影响和电网电压影响。     

电动汽车与电网一体化信息交互系统设计与实现

为充分发挥电动汽车规模化接入电网的优势,考虑电网的安全稳定性,设计了电动汽车与电网一体化信息交互系统.介绍了系统结构、工作原理及主要功能.系统由电动汽车智能车载终端、充电站信息交互及接入装置、实时信息交互及监控管理中心、通信链路四部分组成,具有电动汽车信息监控、充电站信息监控、电池充放电智能提醒与告警、汽车充电排队情况实时查询、最短充电路径搜索、WEB发布、GIS显示等功能.该系统的开发应用为电动汽车大规模应用提供良好的基础平台,对保证电网的安全稳定有重要意义.     

电动汽车与电网统一互动架构设计与探讨

电动汽车与电网的互动为大规模电动汽车的接入提供了支持,需要对不同充电模式、场所和管理方式下电动汽车与电网的互动方案进行设计。分析了各种充电场景下,电网对电动汽车的控制管理方式,根据电网运行需求,提出了电动汽车与电网互动的主要目标,进而提出了电动汽车与电网互动统一架构,包括5个层级用户管理层、本地能量管理层、集成管理层、配电网管理层及区域电网管理层。对电动汽车与电网的在不同场景下的通讯结构、各层级的控制策略进行了探讨。最后,在特定互动方案下,进行了案例仿真。结果表明,通过电动汽车与电网的信息互动,电动汽车充电负荷特性发生较大程度的改变。文中指出电动汽车与电网的互动存在多种解决方案,本文提出的统一架构为各种方案的设计和应用提供了参考。     

电动汽车充电系统对电网的影响及其高频变压器的设计

首先介绍了电动汽车充电系统对电网正常运行的影响及应对措施,然后以12 kW电动汽车充电系统为例,在介绍充电系统拓扑结构示意图的基础上,详细阐述了其高频功率变压器各参数的设计方法,并对所设计的参数应用SABER软件进行仿真。仿真结果表明,依照所提出的设计方法,系统的响应具有良好的稳定性、准确性和快速性,且变换效率大于95%,满足充电系统的性能要求。     

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。     

结合车主期望的充换电站辅助调频策略

随着可再生能源的高渗透与新型电力系统构架的不断完善,电动汽车既可作为可控负荷,也可作为分布式电源,具有优良的调频特性。为此,提出了一种结合车主期望的充换电站辅助调频策略。首先,基于入/离网时间、入网/期望荷电状态量、电动汽车充放电限制等车主期望建立电动汽车充/放电能力评估模型。其次,结合电动汽车充/放电能力与有功-频率特性曲线建立电动汽车双层控制的调频模型。最后,考虑电网侧和车主侧的需求,提出充换电站参与电网调频策略。仿真结果表明,所提控制策略在满足车主期望及电动汽车自身限制的情况下可有效调节电网频率、提高电网安全稳定运行水平及灵活性。     

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.     

电动汽车流动供电站电源管理系统的设计

分析了目前电动汽车充电站发展的现状及存在的问题,提出了电动汽车流动供电站设计方案.该方案中的流动供电站直接从供电电网取电为电动汽车或油电双模汽车的驱动电机供电,并在电动汽车行驶过程中对蓄电池进行补充充电.电源管理系统是流动供电站设计的核心,包括用户识别、计量结算、充电管理、用户报警等信息的管理,是实现流动供电站的无人值守、自动供电的关键.阐述了电动汽车流动供电站的硬件和软件系统的设计.包括基于IC卡和单片机技术设计电源管理系统的数据采集、传输和处理等模块的电路,以及为实现该系统功能而开发的软件系统及主要程序.     

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LCC和量子遗传算法的电动汽车充电站优化规划

电动汽车充电站优化规划是电动汽车与智能电网灵活互动的重要研究内容之一。面向电动汽车充电站运营周期,详细分析了充电站的成本效益及全寿命周期成本（LCC）的计算方法;基于上述工作,提出利用交通路网车流量信息估算充电站容量,以充电站运营商获得的净现值收益最大为优选目标,以交通路网车流量、电网电能质量和经济性、用户充电需求为约束条件,确定充电站的选址和容量;进一步地,提出了计及LCC的充电站优化规划模型,并采用量子遗传算法求解该模型。算例仿真表明,优化规划模型及其求解方法有效。