基于电动汽车时空特性的充电负荷预测

电动汽车充电负荷预测是进行充电设施、电网规划建设以及运行调度控制的基础。电动汽车充电负荷的时空分布具有很强的随机性,在对预测区域空间进行划分的基础上,考虑电动汽车的动态转移特性,对不同功能用地的泊车规律进行分析,预测不同类型电动汽车的空间分布,进而对不同电动汽车充电时间特性的影响因素进行分析,并建立了预测模型。利用蒙特卡洛仿真方法对某市一区域在不同情景下的充电负荷进行计算。结果表明,不同功能区的充电负荷分布特性差异明显,并且采用快速充电方式的比例越高,峰谷差越大,因此可根据预测结果对电动汽车充电时间、充电地点和充电方式进行合理引导,使在满足充电需求的同时,减少充电负荷对电网的影响。     

考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测方法

提出了一种基于电动汽车驾驶、停放特性的考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测方法。采用停车生成率模型预测停车需求,结合不同类型汽车、不同停放目的地的停车特性,建立电动汽车停车需求时空分布模型。从电动汽车日行驶里程、日停放需求时空分布特性入手,分析充电需求。采用蒙特卡洛模拟方法,仿真大规模电动汽车不同时间、不同空间的停放、驾驶以及充电行为,预测电动汽车充电负荷的时空分布特性。以深圳市为例,预测结果表明:电动汽车用户充电行为选择以及公共停车场充电设施配建比例不同,充电负荷也将有不同的分布;居民区、工作单位配建充电设施可满足大部分电动汽车的充电需求;同一城市不同区域建设用地类型不同,充电负荷具有明显差异。     

基于时刻充电概率的电动汽车充电负荷预测方法

电动汽车的充电负荷预测在电动汽车的推广过程中发挥着重要的作用。为了克服现有方法中部分参数设置主观、预测模型与用户随机性驾驶行为匹配欠缺的不足,将电动汽车进行细致分类,通过建立充电负荷预测影响因素的概率模型,利用概率统计学和蒙特卡洛模拟方法提出了基于时刻充电概率的负荷预测模型。利用科学分析得到的日行驶里程代替主观给定的起始电荷状态(SOC)以推导充电时长,利用更具随机性的时刻充电概率代替计算得到的充电时段来确定充电负荷。以某市为例,预测了相关电动汽车的日负荷曲线,并与常用负荷预测方法的结果进行对比,验证了所提负荷预测方法能够科学地预测用户的充电负荷,能够为电网及用户的电能管理策略提供可靠的依据。     

基于OD矩阵的电动汽车充电负荷时空分布预测

电动汽车(ElectricVehicle,EV)出行存在时间、空间上的不确定性,考虑时空分布的EV负荷预测是研究其与电网之间的交互影响、电动汽车充电站选址定容、实现有序充电的重要基础。以电动私家车为研究对象,提出基于出行起讫点矩阵(Origin-Destination Matrix, OD矩阵)考虑时空分布的EV负荷预测方法。首先根据电动汽车充电模式等影响充电负荷的因素,建立充电负荷基础参数的概率模型。其次由实际路网建立其拓扑结构模型,由OD矩阵结合Floyd算法模拟电动汽车最短距离出行轨迹,采用车速—流量关系模型计算用户在既定起讫点时的行驶时间。然后考虑电池荷电状态的连续变化,基于蒙特卡洛方法(Monte Carlo method)建立EV充电负荷预测模型。最后采用所提方法计算包含居民区、商业区和工作区的某市辖区EV充电负荷时空分布。算例计算结果表明,不同功能区域的EV充电负荷在充电时间、充电方式及充电量上具有不同特征,居民区的大部分充电负荷充电需求在19:00至次日05:00,商业区和工作区的充电负荷集中在日间11:00—17:00,同时EV充电负荷加大了配电网的负荷峰值,影响了配电网的安全运行。所提出的EV充电负荷预测方法可为后续有序充电策略及充电站选址定容研究提供基础数据。     

电动汽车充电负荷时空分布预测

采用最小二乘法与灰色关系度理论建立了电动汽车保有量预测模型,将车辆状态转移矩阵引入传统停车需求模型,预测了电动汽车随时刻变化的实际泊车分布特性;基于蒙特卡洛方法,针对电动私家车、电动公交车、电动出租车、电动公务车各自对应的充电需求,分别模拟了其充电行为,推测出了不同用地类型区域的电动汽车充电负荷曲线。文中结合徐州市公共汽车运营现状,给出了大型充电站的规划布局建议,为充电站规划建设提供理论支撑。     

电动汽车充电负荷时空分布建模研究综述

随着电动汽车(EV)市场投入规模不断扩大,具有时空随机性和不确定性的EV充电负荷将严重影响配电网规划与运行,而EV充电负荷时空分布建模是研究EV充电负荷对配电网影响的基础。为此,本文综述了电动汽车充电负荷时空分布建模方面的近年研究现状。首先,从外部影响因素和内部影响因素两个方面,总结分析影响EV充电负荷时空分布的因素;然后,从基于数据驱动和模型驱动两个方面,对EV充电负荷的时空分布建模方法进行综述;最后,对现有研究方法存在的不足进行分析,对未来的研究方向进行展望。#$NL关键词：电动汽车; 影响因素; 时空分布; 负荷建模; 综述#$NL中图分类号：TM73     

基于动态交通信息的电动汽车充电负荷时空分布预测

电动汽车充电负荷预测是研究电动汽车与电网互动的重要前提。针对交通路网信息对电动汽车行驶规律的影响,考虑电动汽车的交通工具特性和移动负荷特性,提出了一种基于动态交通信息的电动汽车充电负荷时空分布预测方法。该方法首先针对城市路网多交叉口特征,提出建立考虑路段阻抗和节点阻抗的动态路网模型。并根据路网规模确定了相应的交通网-配电网的交互模型。其次引入OD矩阵分析方法和实时Dijkstra动态路径搜索算法为电动汽车分配起止节点和规划行驶路径,模拟其动态行驶过程和充电行为。最后设计了电动汽车路径规划实验和典型区域实际路网充电负荷预测实验。结果表明,电动汽车充电负荷在不同功能区域分布存在差异且时间分布上不均匀,验证所提方法的有效性和可行性。     

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MDP随机路径模拟的电动汽车充电负荷时空分布预测

针对电动汽车时空转移随机性的问题,计及实时交通与温度,提出了一种基于马尔可夫决策过程随机路径模拟的城市电动汽车充电负荷时空分布预测方法。首先,根据各类车型充电方式与出行特点对各类电动汽车进行分类;其次,根据蒙特卡洛方法建立各类电动汽车的时空转移模型,采用马尔可夫决策理论对出行路径进行实时动态随机模拟;根据电动汽车实测数据建立温度、交通能耗模型,计算得到实时单位里程耗电量。最后,以某典型城区为例,对不同温度、不同交通状况下电动汽车区域充电负荷进行计算。仿真结果表明,区域内快充负荷较大的节点充电波动性较大,环境温度升高或交通拥堵状况恶化会导致充电负荷高峰的持续时间增高。     

电动汽车居民区充电负荷建模分析

提出一种基于电动汽车停车时间、充电需求等因素的电动汽车居民区充电负荷建模分析的新方法。针对电动汽车的停车行为,研究基于居民区的区域停车生成率的停车需求,建立居民区的区域停车模型。建立里程分布模型,研究电动汽车移动和电耗量的关系,建立电动汽车剩余荷电状态(SOC)模型。结合居民区的区域停车模型、荷电状态分布模型,通过详细考察居民区区域停车这一功能分区特征,综合设备性质、居民区区域特征等因素,得到居民区的电动汽车充电模型。在充电模型中包含对电动汽车电池的工况分析、电耗量分析、返程时间分布、返程时SOC分布等环节的优化分析。采用一系列的数学建模方法,完成了基于时间分布的电动汽车居民区充电负荷的相关性质研究,以此作为日后电网调度、削峰填谷的参考。以某市为算例,进行蒙特卡洛模拟和分析,得出充电负荷分布的相关结论。     

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。     

电动汽车充电站负荷建模方法

电动汽车充电站负荷建模是开展规模化充电负荷预测及评估充电负荷对电网影响的基础工作,充电站负荷与电动车辆的进站流量、充电时长、充电能力等多种因素有关,呈现出较为复杂的特征,这使得负荷建模存在许多难点。文章通过分析进站车辆流量对充电负荷的影响,提出了描述充电站负荷的2种建模方法:一种是在一定前提条件下快速计算充电负荷的数学公式;另一种是计及多种实际影响因素的动态过程仿真方法。进而阐述了负荷模型的应用方法和具体步骤,以北京奥运电动公交充电站为例进行了仿真,并与实测数据进行了对比验证。结果表明2种建模方法都能较好地描述充电站负荷的变化规律,其中动态仿真方法能更准确地反映多种因素对充电站负荷的影响。所提方法运算速度快、数据接口清晰,可满足规模化电动汽车负荷仿真的要求。     

Probability Model and Simulation Method of Electric Vehicle Charging Load on Distribution Network

This article studies the charging characteristics of different kinds of electric vehicles and, in particular, improves the sampling method of initial state-of-charge for hybrid electric vehicles. With consideration of the influences that the charging time may exert on a customer choice of charging start time, and introducing the quantity of simultaneously charging electric vehicles, a probability model of a hybrid electric vehicle charging load is built. Then an improved probability simulation method of charging demand is proposed for multiple kinds of electric vehicles connected with a distribution grid. Finally, the impact of charging electric vehicles is analyzed based on an IEEE 34-node test feeder.     

基于动态车流模拟的高速公路充电站多目标优化规划

针对当前电动汽车充电站优化规划中未能有效统一运营者与用户之间的综合效益,以及在时序车流对充电等待时间累计影响的分析上比较粗糙等问题,提出一种更为准确的高速公路充电站优化规划模型与方法。首先,构建了以电站投资运营者与汽车用户双方综合效益最大为目标的数学模型;其次,提出了高速公路中汽车行驶与充电选择的动态模拟方法;再次,利用混沌粒子群优化实现了求解流程与方法。算例分析表明了文中方法的有效性和实用性。     

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.     

电动出租车日充电负荷估算方法

相较于传统燃油出租车,电动出租车具有无尾气排放、无噪音污染、运行成本低等优点,已在多个城市试点使用。电动出租车规模化发展后,其充电功率需求将相应提高并对电网产生一定影响。文中从出租车的运行模式和行驶特性出发,考虑换班制、用餐、夜间运行等对出租车充电开始时刻和日行驶里程的影响,分析对比了出租车与私家车的充电行为,并由此建立了出租车日充电负荷的分段概率估算模型,采用蒙特卡洛仿真方法求得电动出租车的日充电负荷。根据深圳市出租车的充电运营数据,采用充电负荷的分段概率估算模型估算出租车充电负荷并与实际负荷对比,结果表明该建模方法具有可信性。     

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。     

电动汽车充电设施接入对配套电网建设的影响

电动汽车在减少化石燃料消耗和CO2排放方面有着重要的意义。越来越多的电动汽车接入电网,对电力系统配套电网及电能质量将产生不可忽视的影响。通过分析充电设施接入配电网的典型方式,预判充电设施用电需求、电力负荷总量并分析电网接纳能力,对比分析了居民区、公共停车场、公交专属场站、出租车专属场站等不同场景下充电负荷对原负荷的影响情况,进而提出配套电网建设改造规划的原则,为大规模电动汽车充电设施接入配套电网建设提供参考。