基于有序充电的换电站电池冗余度研究

电动汽车大规模接入电网后,有序充电优化控制具有便于集中管理、抑制负荷波动、降低峰谷差和充电费用等优势,但同时也带来换电站电池冗余度增大的问题。文中针对换电模式,以抑制电网总体负荷波动为有序充电主要目标,采用自适应遗传算法,建立有序充电模式下换电站电池冗余度模型,并使用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的用车需求。对比分析无序充电和有序充电模式下换电站电池冗余度仿真结果,表明该有序充电策略能够有效削减负荷波动,减小峰谷差,但也相应提升了换电站电池冗余度。     

电动汽车V2G接入电网对电网负荷的影响分析

随着电动汽车的大规模普及以及智能电网的应用,未来将会有大量电动汽车通过V2G （vehi-cle-to-grid）接入电网,电动汽车充电将会给电网负荷带来巨大的挑战。分析了电动汽车V2G接入电网的影响因素,建立了基于蒙特卡洛模拟的电动汽车充电负荷计算方法。通过分别建立随机充电和V2G充电2个模型,对比在不同的电动汽车渗透率下的电网充电负荷,得出V2G可控充电对于平衡电网高峰负荷以及利用低谷电力有着积极作用的结论。     

基于蒙特卡洛法的EV充电负荷多目标随机规划

分析了现有电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷优化方式和算法的不足,结合配电系统最优运行的要求,考虑了多个随机因素的影响,以电动汽车蓄电池满充、蓄电池充电功率不越限及配网潮流约束等作为约束条件,以配电网网损、电源节点负荷峰值、负荷波动情况优化为子目标,建立了新的基于EV充电负荷的配电网多目标随机优化模型。利用改进的非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-2,NSGA-2)求解,采用IEEE-33节点配电系统的实际优化状况为例进行了蒙特卡洛仿真。仿真证明所提出的EV充电负荷多目标优化策略在更贴近实际的随机模型下仍可以有效减弱电动汽车大规模接入对电网的冲击,充分利用其可控性实现配网各项指标的经济运行。     

改进Elman神经网络的综合气象短期负荷预测

大规模电动汽车无序充电行为会对电网经济运行造成影响,迫切要求实现有序充电技术。根据电动汽车换电站特点,提出了以换电站充电功率为控制对象的有序充电调度策略,建立不同目标函数的调度策略数学模型,并采用粒子群算法求解,得到次日优化充电计划。基于某地区负荷曲线进行算例仿真,验证了算法的有效性,比较了不同优化目标的调度策略对负荷曲线的影响,分析了优化目标函数值随换电站容量的变化趋势。结果表明,提出的换电站有序充电调度策略能够有效地减小电网峰谷差,提高负荷率,起到平稳负荷波动的作用。     

电动汽车换电站有序充电调度策略研究

大规模电动汽车无序充电行为会对电网经济运行造成影响,迫切要求实现有序充电技术。根据电动汽车换电站特点,提出了以换电站充电功率为控制对象的有序充电调度策略,建立不同目标函数的调度策略数学模型,并采用粒子群算法求解,得到次日优化充电计划。基于某地区负荷曲线进行算例仿真,验证了算法的有效性,比较了不同优化目标的调度策略对负荷曲线的影响,分析了优化目标函数值随换电站容量的变化趋势。结果表明,提出的换电站有序充电调度策略能够有效地减小电网峰谷差,提高负荷率,起到平稳负荷波动的作用。     

含电动汽车和分布式电源的配电网的可靠性评估

风电以及光伏等分布式电源大规模接入配网,改变了配网的网络结构和潮流走向,增加了配网潮流的不确定性。并且电动汽车的充电负荷在时间上和空间上存在随机性,与配网日常负荷叠加,改变了原有的供求关系,传统的可靠性评估方法不再适用。基于燃油车统计数据,考虑电动汽车的开始充电时刻以及行驶里程等随机因素,建立电动汽车充电需求模型,并采用序贯蒙特卡罗方法实现含分布式电源和电动汽车的配网可靠性评估。基于IEEE-RB TS Bus6测试系统主馈线F4,从电动汽车的电池类型、接入位置和汽车数量三方面分别对系统的可靠性指标进行量化分析。     

“车–路–网”模式下电动汽车充电负荷时空预测及其对配电网潮流的影响

该文提出一种"车–路–网"模式下电动汽车充电负荷时空预测模型。首先通过建立单体电动汽车充电模型和计及交通网络拓扑特性、速度–流量实用关系模型及区域属性特征的道路交通模型,来模拟城市区域路网约束下电动汽车的交通行驶特性;进而运用交通起止点分析法来精确模拟电动汽车行驶路径,采用蒙特卡洛方法对各类电动汽车的充电负荷进行时空预测;最后将城市路网及充电负荷归算至对应配电网节点,通过序列化潮流算法来评估大规模电动汽车接入后对配电网的影响。以某市主城区部分实际道路情况为例,预测充电负荷时空分布,分析城市区域电动汽车充电负荷整体分布特性及其对33节点配电网潮流的影响,结果表明该文所提方法现实有效。     

考虑柔性资源灵活支撑的电网有功/无功优化调度

电气化交通是交通电力耦合的重要场景,大规模电动汽车接入对于电力系统的有功/无功调度具有重要影响。提出了一种考虑电动汽车有序充电无功支撑的配电网有功/无功优化方法。首先,基于电动汽车充电特性,建立电动汽车有序充电功率控制模型,实现电动汽车并网接入的有序充电控制;其次,构建结合用户侧和电网侧因素的电动汽车有序充电无功支撑双层优化模型,实现电动汽车与电网间的有功/无功功率交互;最后,通过仿真验证所提方法的合理性和可靠性。通过控制电动汽车有序充电的功率因素,能够大幅降低用户侧充电支出,同时还能有效改善电网负荷波动和降低网络损耗,为解决电动汽车大规模接入电网问题提供新思路。     

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。     

动态无线充电下电气化交通网-配电网运行机理与协同优化

随着电动汽车渗透率的提高,电气化交通网和主动配电网之间的时空耦合越来越强。在动态无线充电技术下,当交通网和配电网中的一方发生拥堵或拥塞时,双网之间的交互影响可能引发连锁性拥堵-拥塞,对系统的安全性和经济性造成不利影响。结合基于微分变分不等式的交通网动态配流模型和基于混合整数二阶锥规划的配电网多时段交流最优潮流模型,建立交通网-配电网动态时空耦合模型,模拟电动汽车充电负荷和拥塞成本的时空分布。通过交通网-配电网联合运行仿真,深入分析拥堵-拥塞在交通网-配电网之间的传播机理,进而提出主动配电网有功-无功协同优化方案,并研究了有功/无功资源合理配置对优化效果的影响。     

基于蒙特卡洛法的电动汽车无序充电对电网的影响分析

在无序充电模式下,电动汽车大规模接入电网给电网运行安全带来了新的挑战。在研究影响电动汽车充电负荷因素的基础上,建立了无序充电的数学模型并利用蒙特卡洛法进行模型计算。在特定区域内,选取一定数量的电动汽车进行模型验证。结果表明,电动汽车无序状态下接入电网充电,不仅拉大了负荷峰谷差,而且加剧了负荷曲线波动,同时电网负荷峰谷差率也有所增加,电网电压偏差也有所变化,给电力系统调峰带来了压力。     

居民区的规模化电动汽车有序充电控制策略研究

电动汽车的大规模接入配网必然会对配网产生较大的影响.文章根据居民区电动汽车的出行特性建立了居民区的充电负荷模型,并基于最优参数控制和有效区间控制提出了两种充电策略.最后,通过对某一典型居民区仿真,比较了上述两种策略和无序充电以及无序延迟充电对负荷曲线削峰填谷的有效性.     

光伏高渗透率下配网消纳能力模拟及电压控制策略研究

随着大规模分布式光伏系统并入配电网,配网渗透率不断提高。光伏出力与负荷的不平衡导致线路中出现逆向潮流,引起电压越限。采用蒙特卡洛随机法模拟配网大规模光伏接入的情景,从单渗透率和整体两方面对模拟结果全面分析以充分评估配电网的光伏消纳能力;提出利用光伏系统逆变器的控制措施缓解并网节点的电压越限问题,进而提升配电网光伏消纳能力,通过计算电压灵敏度矩阵为所有并网逆变器分配无功补偿量,辅以有功缩减改善光伏并网特性。通过Matlab搭建IEEE33节点系统,仿真结果表明所述方法的有效性和可行性。     

一种基于SOC的电动汽车充电过程等效电阻模型

电动汽车大规模接入配电网将对电力系统的运行产生显著影响,电动汽车不同充电阶段的充电负荷不同,建立电动汽车充电过程的准确等值模型将为分析其充电带来的影响提供理论依据。文章研究电动汽车充电,分析充电机基于充电功率的充电过程等效非线性电阻模型,进而建立基于电池荷电状态(state of charge,SOC)的等效数学模型,最后将电动汽车充电负荷接入典型低压配电网中,仿真分析了重载方式下电动汽车充电负荷与配电网感应电机负荷对配电网供电的影响,对比分析了充电过程的功率模型和SOC模型的准确性,验证其建模方法具有计算量小、原始参数易获取的特点。     

三相不平衡配网下电动汽车有序充电控制策略

随着我国电动汽车使用率的逐年攀升,高渗透率电动汽车使得城市配电网的三相不平衡率日益升高,造成配网电压波动和网损增大等问题,同时,高三相不平衡率的配网也会对电动汽车电池造成损害。提出了一种三相不平衡配电网下电动汽车有序充电控制策略。首先,通过分析电动汽车充电逆变器的无功支撑能力,建立了三相不平衡配电网下电动汽车无功补偿数学模型。在全面考虑配网运行和用户充电需求下,对电动汽车充电需求进行紧迫度分级,建立了基于理想解法的电动汽车有序充电排序方法。最后,通过某真实三相不平衡配电网的仿真验证,结果表明,该方法既能保证电动汽车的有序充电,同时还可以改善配电网的电压水平、网络损耗以及三相不平衡率等。     

基于多智能体的电动汽车充电协同控制策略

在分析电动汽车充电负荷特性、管理架构的基础上,借鉴复杂自适应系统的核心思想,提出基于多智能体的电动汽车充电管理模式。建立单台电动汽车的充电负荷模型和基于多智能体系统的电动汽车充电优化模型。采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的充电行为。在考虑电动汽车的充电功率、充电时间以及变压器可用容量等约束条件的前提下,针对35 k V片区配电网中电动汽车接入充电的优化问题,提出基于多智能体协同控制的电动汽车充电优化策略。仿真结果表明多智能体协同控制策略能够有效地实现电动汽车充电负荷的"移峰填谷",减小电网峰谷差。     

基于自适应遗传算法的规模化电动汽车智能充电策略研究

电动汽车充电负荷在时空上具有不确定性,大规模电动汽车无序充电会导致配电网峰值负荷超过设备允许极限,给电网运行带来严重影响。以平滑配电网日负荷曲线为优化目标,建立了考虑各电动汽车用户充电需求约束的规模化电动汽车智能充电控制策略求解模型,并采用自适应遗传算法求解。以IEEE33节点配电网系统为例,基于蒙特卡洛随机模拟规模化电动汽车并网场景,对比研究了无序充电和智能充电两种控制模式下电动汽车负荷对配电网的影响,验证了利用所提方法对实现平滑负荷的有效性。     

电动汽车对微网优化运行的影响分析

概述了电动汽车的功率特性,以蒙特卡洛模拟法仿真电动汽车的充放电行为,建立了电动汽车无序充电和有序充放电的负荷模型。在分时电价机制下,以计及电动汽车接入的微网经济效益最大为目标,制定了优化调度策略。分析比较了电动汽车无序充电和有序充放电对微网优化运行的影响,表明电动汽车有序充放电接入模式不仅对主网起到＂移峰填谷＂的作用,还可以有效提高微网自身的经济效益。     

基于交通信息的多类型电动汽车综合充电需求研究

为预防电动汽车大量普及后其充电不确定性对配网的冲击,文中提出了一种基于动态交通信息,考虑大规模、多类型电动汽车接入的充电需求联合建模方法。从电动汽车作为交通工具这一特性入手,基于不同类型电动汽车的运行特点,结合交通信息,建立了对应的运行时空模型。考虑快充和慢充2种模式,研究了各类电动汽车的充电行为,并配合其运行特性构建充电需求模型。结合用户日行驶里程,提出基本运行周期,并采用蒙特卡洛模拟法,对不同工作日下多类型电动汽车的综合充电需求分布进行测算。仿真结果验证了建模方法的可行性,并表明多类型电动汽车的接入将会在整体上为配网带来多个用电需求高峰。     

计及光伏发电的电动汽车充电优化调度研究

考虑到光伏电源间歇性负荷的接入和大规模电动汽车的无序充电给配电系统带来的不利影响,针对电动汽车充放电以及光伏发电机组有功经济调度优化策略展开研究。首先构建了综合考虑发电成本、配网峰谷差和网损的两阶段协同优化调度模型,并从机组开停机约束和节点优化方面对模型进行了改进,然后采用基于细菌趋化改进的粒子群算法对模型进行求解,实现电动汽车最优充电。最后采用IEEE33节点系统验证了所提出的双层优化调度模型的有效性。