基于二次聚类的大规模电动汽车有序充电调度策略优化

针对大量电动汽车无序充电造成的充电站利用率不均衡问题,提出一种大规模电动汽车有序充电调度策略。首先,以电动汽车充电需求的位置为聚类指标,借助归一化相似度进行层次聚类和基于K-means算法的二次划分,以实现属性相似的电动汽车的汇聚。进一步地,通过Dijkstra算法获取电动汽车到达各个充电站的最优路径,以充电站内电动汽车的均匀分配和电动汽车充电路程最短作为目标函数,构建了基于电动汽车聚类的充电调度模型,通过遗传算法求取最优解。与未进行电动汽车聚类的充电调度策略进行的仿真对比实验结果表明,在车辆较多时所提方法的计算时间可减少一半以上,具有较高的实用性。     

基于ARM的电动汽车车载智能充电系统的研制

电动汽车以其高效率、低排放、多能源的特点有效地抑制了能源紧张和环境污染问题,但高效可靠的充电系统和车载能源问题成为其发展的主要瓶颈。对此,以ARM处理器为整个充电系统的控制核心,并结合嵌入式操作系统研制了一种车载智能充电系统。构建了嵌入式系统软硬件平台,详细阐述了车载智能充电系统的设计过程。理论和实验分析表明,该充电系统减少了电动汽车充电时间,性能优良、可靠性高。     

负载影响下纯电动汽车配送路径规划及充电策略

由于纯电动汽车行驶里程的限制，在满足商用要求的前提下，纯电动汽车用于长途运输服务在短期内难以实现。不过，城市物流因其配送区域较小、货物的批量较小、批次较多的特点，可以考虑使用纯电动汽车来完成城市的配送任务。为满足车辆当天多次配送任务的要求以及考虑车辆负载对实时能耗的具体影响，建立了考虑车辆负载对实时能耗影响的配送模型，以及时满足客户的服务时间要求。并以城市A为例，设计了蚁群算法对模型进行求解，为纯电动汽车的配送任务进行合理的路径规划与充电策略的安排。最后，通过与使用燃油车辆运营相比较，分析未来纯电动汽车在城市配送物流中的可行性。     

共享充电桩下负荷时间分布均衡的小区电动汽车充电方案优化

针对电动汽车充电负荷增加、电网安全性降低,以及停车困难小区只能使用共享充电桩等问题,提出了一种充电桩选择与电动汽车充电优化的组合模型。该模型以共享充电桩之间充电时间标准差和全天充电负荷标准差之和最小为目标。考虑到电动汽车充电桩分配方案以及电动汽车充电方案两者的重要程度并不相同,提出了一种随着迭代次数的增加,变化概率不断改变的动态概率遗传算法。将改进后的遗传算法求解该模型,通过求解一个算例,进一步阐述所提算法的原理和过程,验证了该算法的可行性和有效性。     

两阶段机场多特种车辆协同充电调度策略

在机场区域内,新能源特种车辆充电具有很大的随机性,且不同种类特种车辆充电情况各不相同,造成飞行区内各充电桩利用率相差过大,影响机场配电网的健康运行。针对上述现象,设计了十一车型两阶段特种车辆协同充电调度策略。第一阶段通过分析不同车辆对航班的保障流程,以同一车辆对相邻航班保障起始时间差值最小为目标,生成存在充电需求的车辆序列。第二阶段以减小飞行区各区充电桩时间利用率方差和车辆充电排队时间为目标,在上一阶段车辆序列基础上采用改进的自适应变异粒子群算法进行模型求解,并以国内某枢纽机场的实际车辆充电数据进行对比验证。实验表明,采用该算法后,车辆充电时的等待时间降低了93.5%、飞行区充电桩时间利用率的整体方差下降了88.7%,达到了均衡使用充电桩的目标。     

电动汽车的充电模式及充电设施建设运营模式研究

电动汽车是节能、环保和低碳经济的发展需求,而电动汽车电池既是发展电动汽车的核心,更是电力工业与汽车行业的关键结合点。在政府对电动汽车产业的大力推动下,我国电动汽车产业将步入快速发展期,这也极大地推动了电动汽车充电站和充电桩的建设,大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。电动汽车的普及程度、类型、充电时间、充电方式以及充电特性的不同会使电动汽车对电网的影响发生变化。介绍了世界范围内电动汽车电池的四种充电模式：换电模式,有线慢充,有线快冲,无线充电。这四种充电模式目前处在不同的发展阶段,面临不同的问题,并各自具有不同的发展策略。对目前已经形成的电动汽车制造厂商主导模式、电网企业主导模式和第三方建设运营企业主导模式,进行分析研究和比较     

负载影响下纯电动汽车配送路径规划及充电策略

由于纯电动汽车行驶里程的限制,在满足商用要求的前提下,纯电动汽车用于长途运输服务在短期内难以实现。不过,城市物流因其配送区域较小、货物的批量较小、批次较多的特点,可以考虑使用纯电动汽车来完成城市的配送任务。为满足车辆当天多次配送任务的要求以及考虑车辆负载对实时能耗的具体影响,建立了考虑车辆负载对实时能耗影响的配送模型,以及时满足客户的服务时间要求。并以城市A为例,设计了蚁群算法对模型进行求解,为纯电动汽车的配送任务进行合理的路径规划与充电策略的安排。最后,通过与使用燃油车辆运营相比较,分析未来纯电动汽车在城市配送物流中的可行性。     

基于单亲遗传算法混合动态规划的电动汽车充电调度优化策略

充电调度是电动汽车运营的一个重要内容,合理有效的充电策略在帮助运营商降低成本的同时还能减轻电网高峰时段的供电负担。从充电站运营商的角度出发,在实时电价和每个充电任务时间必须连续的假设下,建立了一个电动汽车充电成本最小模型,给出一个单亲遗传算法混合动态规划的两阶段常规充电调度算法。与电桩一旦闲置即刻分配车辆进行充电的策略以及传统单亲遗传算法相比较,该充电调度策略在电桩负载均衡的情况下有效降低了电费成本,说明了算法的有效性。此外,实验结果表现出了充电任务在多数相同时段聚集从而避开高电价时段的特征,说明充电策略对减轻高峰时段的电网压力也有一定帮助。     

A review on charging behavior of electric vehicles: data, model, and control

The adoption and usage of electric vehicles (EVs) have emerged recently due to the increasing concerns on the greenhouse gas issues and energy revolution. As a part of the smart grid, EVs can provide valuable ancillary services beyond consumers of electricity. However, EVs are gradually considered as nonnegligible loads due to their increasing penetration, which may result in negative effects such as voltage deviations, lines saturation, and power losses. Relationship and interaction among EVs, charging stations, and micro grid have to be considered in the next generation of smart grid. Therefore, the topic of smart charging has been the focus of many works where a wide range of control methods have been developed. As one of the bases of simulation, the EV charging behavior and characteristics have also become the focus of many studies. In this work, we review the charging behavior of EVs from the aspects of data, model, and control. We provide the links for most of the data sets reviewed in this work, based on which interested researchers can easily access these data for further investigation.     

Lateral motion control for four-wheel-independent-drive electric vehicles using optimal torque allocation and dynamic message priority scheduling

In this paper, the vehicle lateral motion control of four-wheel-independent-drive electric vehicles (4WID-EVs) with combined active front steering (AFS) and direct yaw moment control (DYC) through in-vehicle networks is studied. As a typical over-actuated system, a 4WID-EV requires a control allocation algorithm to achieve the generalized control efforts. In this paper, a quadratic programming (QP) based torque allocation algorithm is proposed with the advantage of equally and reasonably utilizing the tire-road friction of each wheel. It is also well known that the in-vehicle network and x-by-wire technologies have considerable advantages over the traditional point-to-point communications, and bring great strengths to complex control systems such as 4WID-EVs. However, there are also bandwidth limitations which would lead to message time-delays in in-vehicle network communications and degradation of control performance. The paper also proposes a mechanism to effectively utilize the limited network bandwidth resources and attenuate the adverse impact of in-vehicle network-induced time-delays, based on the idea of dynamic message priority scheduling. Simulation results from a high-fidelity vehicle model show that the proposed control architecture with the torque allocation algorithm and message dynamic-priority scheduling procedure can effectively improve the vehicle lateral motion control performance, and significantly reduce the adverse impact of the in-vehicle network message time-delays in the simulated maneuvers.     

电动车制动防抱死控制系统

为了改善电动车的可操作性和稳定性,对电动车制动防抱死控制系统进行了研究.基于电动机与车轮胎直接相连的结构,设计控制器以期得到满意的控制性能.首先提出一种基于模糊控制器和PID算法的制动防抱死控制系统;而后针对汽车纵向四轮模型,设计了模糊PID算法;最后通过试验结果证明了该控制算法的有效性.尽管道路条件的变化不同,电动车制动防抱死控制系统表现了满意的控制性能.     

含电动汽车充电站的多端直流微电网研究

为未来大规模能源互联网的形成以及多种新能源的接入提供技术支撑,设计直流微电网的拓扑结构,提出了一种四端口环网的直流电网拓扑结构,实现交流电网、储能单元、直流负荷、风力发电和光伏发电与直流电网的互联。首先研究了交流电网与直流电网的接口方式和相关技术参数,提出了光伏发电、风力发电和储能单元等接口的技术配置。其次,研究了整个直流微电网的启停时序,设计了直流电网的接线方式、电压等级和容量,最后基于MATLAB Simulink平台搭建了直流园区系统仿真模型,然后对典型工况进行了仿真分析：（1）储能单元由放电到能量为零;（2）储能单元由充电到能量充满;（3）VSC1变换器功率反转;（4）负荷跳变;（5）储能单元由放电到充电。这些工况基本包涵了直流微电网可能出现的运行状态,对直流微电网的运行管理有较高的参考价值。     

电动汽车充电口的超声位姿测量系统设计

针对电动汽车充电口视觉定位系统存在的配置成本高、图像处理算法复杂、环境适应性差等问题,提出了一种基于超声波测距的充电口位姿测量系统。首先对基于超声波的充电口位姿的测量技术进行了研究,然后对充电口的超声位姿重构进行了分析,采用了多点位超声融合的关键技术,最终实现了电动汽车充电口位姿的测量。实验结果表明测距模块在300~1200mm范围内测距精度可达±0.2959mm,位姿测量系统定位精度可达±1.5mm、±2.4°。经实际应用发现该系统具有较强的鲁棒性,达到了传统视觉定位装置的效果,满足了电动汽车充电口位姿测量的工程需求。     

自动化码头AGV充电与作业的集成调度研究

为了提高自动化集装箱码头AGV（Automated Guided Vehicle）的作业效率,根据采用电力驱动的AGV作业时的充电需求和运输过程的特性,考虑了垂岸式集装箱堆场布局和AGV充电过程对实际作业的影响,以最大化AGV充电利用率、最小化最末任务完成时间、最小化AGV空载时间为目标,以AGV充电后的续航能力等为约束条件,以遗传算法为研究方法,构建了考虑充电过程的自动化码头AGV作业的调度模型。通过算例分析,对比了遗传算法与混合整数规划算法的求解效果,分析了参与运输的AGV数量对运输时间的影响,也验证了遗传算法给出的调度方案的可信性。最后得出结论：针对该问题,遗传算法可以快速、高效地给出值得信赖的AGV调度方案。     

面向在线客服系统的调度算法研究

Different from traditional customer service systems, online customer service systems offer business services for multiple customers simultaneously, which makes the adaptation and scheduling between service providers and customers a big challenge. Based on the characteristics of online customer service, this paper proposes a scheduling model for online customer service systems. The scheduling model is composed of three constituents: a multi-priority customer queue, the states of the scheduling system and the transition relations between them, and the correspondence between scheduling strategies and states of the system. Its scheduling algorithm is designed. Experiments verify the rationality of the scheduling model and the effectiveness of the scheduling algorithm. In comparison to the operating customer service system, the algorithm can not only considerably reduce the average waiting time of customers, but also achieve load balancing among service providers, when guaranteeing high quality of services.     

私家电动汽车在商业停车场的充电调度策略

随着私家电动汽车(private electric vehicles, PREV)的普及,大规模PREV的无序充电将引起用电负荷高峰,影响配电网安全。针对商业停车场环境下的PREV充电问题,首先提出一种车辆准入机制,尽可能提高车辆准入数量,并确保准入车辆能够在预定时间内完成充电需求;其次,采用基于熵权法确定适应度函数权重的遗传模拟退火算法(GASA),提出一种面向多目标优化的PREV充电调度策略,综合优化停车场运营商利润和车主充电满意度。实验结果表明,基于GASA的PREV充电调度策略性能良好,与极端情况(车辆数为600的无序充电)相比,该策略的运营商利润和车主充电满意度分别提高了12.3%和109.7%,综合适应度函数值增加了35.2%;另外,其能够有效平缓配电网负荷分布,在保障配电网安全前提下实现停车场运营商和PREV车主的双赢。     

电动汽车与配电网协调规划方法及应用

为更好地实现电动汽车与配电网协调发展,提出一种电动汽车与配电网协调规划方法。首先,研究电动汽车的充电负荷特性,摸清电动汽车的用电规律;其次,研究电动汽车进站流量密度,计算不同时刻不同类型的电动汽车充电数量。最后,研究考虑配电网容量约束的电动汽车充电站规划方法,保证电动汽车充电站规划方案的经济性和科学性。应用实例表明,此方法确定的电动汽车充电站规划方案科学、合理,验证了此方法的有效性和实用性。     

Comparison of a centralised and distributed approach for a generic scheduling system

PEGS (Production and Environmental Generic Scheduler) is a generic production scheduler that produces good schedules over a wide range of problems. It is centralised, using search strategies with the Shifting Bottleneck algorithm. We have also developed an alternative distributed approach using software agents. In some cases this reduces run times by a factor of 10 or more. In most cases, the agent-based program also produces good solutions for published benchmark data, and the short run times make our program useful for a large range of problems. Test results show that the agents can produce schedules comparable to the best found so far for some benchmark datasets and actually better schedules than PEGS on our own random datasets. The flexibility that agents can provide for today’s dynamic scheduling is also appealing. We suggest that in this sort of generic or commercial system, the agent-based approach is a good alternative.     

计及铁损时电动汽车用感应电机的Hamilton建模及无源控制

针对电动汽车电驱动系统的非线性特点,采用端口受控Hamilton系统理论与无源性控制原理研究了计及铁损的电动汽车用感应电机系统的建模和控制问题.首先,选取系统的总能量作为Hamilton函数,推导出考虑铁损的感应电机端口受控Hamilton模型,然后利用系统的互联和阻尼配置以及能量成形对闭环电动汽车电驱动系统进行无源控制,并分析了闭环系统的稳定性.由于闭环系统的Hamilton函数可作为Lyapunov存储函数,从而使控制器设计和稳定性分析更容易,控制器更加简单和易于实现.仿真结果验证了新控制策略的有效和快速性.