变电站区域充电桩接入控制模式及策略

大量家用电动汽车集中时段充电,给区域配电网带来较大的压力。为了在满足充电负荷需求的情况下,减少对配电网的影响,需要开展有序充电。文中建立了变电站—小区充电桩接入控制模式,通过对小区电动汽车充电行为的分析,提出了两阶段优化调度策略。首先,在满足电动汽车充电负荷需求的约束条件下,提出以变电站侧负荷水平均衡为目标的区域充电桩接入控制策略,获得区域充电桩整体分时段接入量;而后以各传输线路负载均衡为目标,优化得到各小区分时段接入的电动汽车数量。针对某变电站供电区域内、不同渗透比例下的电动汽车充电进行了优化调度仿真,研究了不同运行方式下充电负荷对电网负荷峰谷差和运行参数的影响,结果表明所建模型正确,并通过分析给出了配电网改造的建议。     

基于端对端通信的充电桩无功响应分布式模型预测控制策略

电动汽车充电桩无功响应潜力的挖掘利用可优化配电网运行,同时提升基础设施容量利用率。文中提出了一种居民充电桩参与无功响应的分布式模型预测控制策略,在不依赖控制、通信中心的前提下,通过端对端通信和边缘计算实现充电桩的协同无功响应,改善配电网电压质量。首先,基于瞬时功率理论与灵敏度矩阵建立了充电桩无功响应的优化模型,利用模型预测控制算法求解充电桩控制电压的最优设定值。然后,建立基于时间戳异步更替的邻域端对端通信策略,交互彼此的电压、功率预测信息,实现多桩优化问题解耦,提升整体调压效果。最后,通过算例仿真表明,所提无功控制策略能在满足充电桩有功充电需求的前提下,有效降低电网电压偏差;此外,端对端通信交互模式下,相比无通信模式下的充电桩无序响应,所提策略的调压效果提升明显,并具有较好的通信时延鲁棒性。     

基于迟滞模型的集群电动汽车参与实时需求响应V2G控制策略研究

在主动配电网中,电动汽车是一种十分灵活的需求响应资源。对集群电动汽车充、放电过程进行合理有序控制,可以实现电动汽车和主动配电网的协调互动,提高主动配电网运行效率。该文在不违反电动汽车用户充电需求约束的前提下,提出了考虑放电模式的单台电动汽车迟滞控制模型。在此基础之上,提出了一种基于迟滞控制模型的集群电动汽车参与实时需求响应的V2G控制策略,该策略利用提出的电动汽车状态优先综合指标,有序控制电动汽车的充、放电过程,实现了集群电动汽车充、放电功率大小的实时调节。最后,仿真算例表明,利用文中提出的控制策略,集群电动汽车能够精确、快速地跟踪响应配电系统控制中心给出的功率跟踪目标,验证了文中提出方法的有效性。     

电动汽车智能充电系统控制策略研究

随着电动汽车的逐渐普及,电动汽车充电桩的大规模接入会对电网的运行规划产生重大影响。提出了一种以预约为前提条件,面向用户端的电动汽车智能充电控制策略。根据充电桩实时运行状态,结合对电动汽车充电时间的预测,并充分考虑用户需求,建立了电网控制端—计算机处理终端—智能充电桩终端—电动汽车用户端之间的信息反馈系统数学模型。通过算例分析,结果表明:采用所提出的充电控制策略,可显著提高充电系统运营效率,适用于大规模电动汽车智能充电系统。     

基于时空约束的城市交流充电桩优化布局

针对电动汽车充电需求增加,通过分析电动汽车充电量总体需求、多场景运行模式及商业运营模式等因素的影响,建立以交流充电桩建设和管理费用、电动汽车路上运行费用及充电等待费用最小为目标函数的交流充电桩建设模式,并给出该模式的仿真求解过程。通过算例求解验证了该交流充电桩建设模式的可行性,可根据区域内电动汽车数量预先计算交流充电桩的建设数量及位置。该研究可有效降低交流充电桩的建设费用,快速、健康、高效地推动电动汽车产业的发展。     

考虑发展不均衡的电动汽车充电负荷预测

针对小范围内电动汽车样本数量较少的特点,首先提出了基于电动汽车发展不均衡的电动汽车充电需求计算方法,对比了三种不同的拟合方法,并指出了不同情况下不同拟合如何选取;而后,提出了利用电动汽车剩余电量SOC确定电动汽车是否充电的方法,从剩余电量的角度给出了判断电动汽车是否充电的依据;最后,考虑到充电策略执行的可行性与实时性,提出了一种充电桩与用户交互的自由有序充电方式选择策略。针对特定区域内电动汽车充电需求,文章给出了需充电电动汽车数量,并依据SOC判别每辆EV是否充电,进而确定自由有序充电策略下的负荷曲线并与无序充电结果进行对比。仿真结果表明,采用该充电策略可以有效减小充电负荷峰谷差,转移充电负荷峰值,减少电动汽车充电桩需求数量,提高充电桩的使用率。     

基于需求响应的电动汽车集群充电负荷建模及容量边界控制策略

对电动汽车充电进行合理有序的控制是实现大规模电动汽车入网的关键。首先介绍了一种电动汽车集群的分层分区域的电动汽车控制架构。其次,建立了电动汽车集群的控制模型,并在此基础之上提出了一种通过改变电动汽车可调容量边界的电动汽车集群的需求响应控制策略。最后,通过算例分析,首先研究了模型中的参数对电动汽车集群充电负荷的影响,其次验证了文中提出的控制模型和策略,仿真结果表明,在满足用户用电需求的基础上,文中建立的电动汽车控制模型和控制策略能够很好地实现电动汽车集群需求响应的功能。     

需求响应下的电动汽车充电设施配置模型

随着双碳目标、新基建等政策的推行,电动汽车数量增长成为必然的趋势,电动汽车用户将成为需求响应的重要主体之一。用户在参加需求响应的过程中将会改变电动汽车充电时间以及电量,带来充电负荷需求的时空迁移,原有的充电设施规划结果需要调整。基于此,考虑价格型需求响应以及激励型需求响应对电动汽车规划结果的影响,首先从用户角度出发,以用户充电成本最低为目标函数建立不同需求响应模式下电动汽车充电行为模型,并提出峰谷电价下的电动汽车需求响应策略,预测充电需求时空分布;在给定初选站址的情况下,从投资者的角度出发,以建设运营总利润最大化为目标建立充电设施规划模型,对充电站是否建设以及建设规模进行规划。最后应用算例对不考虑需求响应、考虑价格型需求响应、考虑激励型需求响应下的电动汽车充电设施进行规划,并对需求响应参与度、需求响应价格对运营商投资收益率的敏感性进行了分析。     

考虑不同类型充电需求的城市内电动汽车充电设施综合规划

电动汽车在城市内的行驶是其主要应用场景,合理规划市内充电设施具有重要的现实意义。私有充电桩慢速充电、公共充电桩的常规充电以及充电站的快速充电是城市内电动汽车的主要充电方式。首先基于电动汽车保有量和行驶统计数据得到电动汽车总充电需求;其次,根据电动汽车用户的充电行为将充电需求分类,对应由不同充电设施满足;随后,抽象出道路网的结构,考虑不同充电设施间的相互影响,基于改进的P中心定位模型建立了一个以总投资成本、运维成本、电量成本和充电站用户成本最小为目标的整数线性规划模型,优化得到各类充电设施的规划方案。算例分析表明,所提方法可以合理满足城市电动汽车充电需求,对私人充电设施配建比例对总成本影响的分析可以更好地指导充电设施的规划。     

电动汽车充电桩选址定容方法

提出了一种考虑不同类型充电桩之间相互补充的规划方法,分别对住宅区内充电桩与公共充电桩进行分析。在确定住宅区内充电桩数量的基础上,从计及电动汽车分布不平衡的充电需求确定、考虑充电距离最小的公共充电桩位置规划和计及电动汽车多日一充的充电桩容量确定三方面依次对社会公共充电桩规划进行分析,从而确定了区域内整体充电桩规划流程。最后通过对涿州市高铁新城的充电桩设施进行规划,说明了该规划方法的可行性。对比目前的其他规划方法,该方法从最开始的充电需求确定到整体的规划流程都更多地考虑了充电桩使用中的实际情景,因此规划结果也能加贴合实际。     

充电桩群控操作管理单元的设计与实现

利用两个充电桩同时对一辆电动汽车充电的技术,设计了充电桩群控操作管理单元对多个充电桩控制管理,既可对小功率的车单充,又可对大功率的车双充。结合"互联网+"技术提出了手机APP、在线卡和离线卡三种支付方式兼容的充电方法。在软件实现上采用模块化设计,规范充电流程,数据流通过消息总线机制在各模块间传输。在双充操作上,充电桩群中任意两个充电桩都可以组合,组合后在其中任一充电桩上可以启动和终止充电,将充电中双桩设置主桩和辅桩进行管理。通过厦门多个公交站的运营情况表明,该充电桩群控操作管理单元使用是稳定可靠的。与传统的充电装置相比,使用充电桩群控操作管理单元使充电功率选择更多元化,充电站设计成本更低。     

一种新型电动汽车充电桩技术方案探讨

在“互联网+”的背景下提出新型电动汽车充电桩的技术方案。方案从充电桩架构的角度入手,分析充电桩的现状与存在的问题。定义充电桩的功能需求,设计新型电动汽车充电桩架构,同时也规划了新型架构下需要支持的标准体系。通过架构设计、功能定义、标准体系、业务流程及应用案例的对比分析完成充电桩的技术方案探讨。结果表明,该技术方案在兼顾扩展和安全的前提下,利于充电桩产品的标准化,可以有效提高电动汽车充电桩充电服务能力,降低充电桩运营成本。     

考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站规划

针对电动公交车充电站的最佳充电容量难以确定及其充电效率低的问题,提出了一种在站址既定情况下考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站优化规划方法。首先,根据电动公交车的发车状态模拟电动公交车日常运行中的电能消耗,生成电动公交车的总运行负荷时序曲线;然后,基于生成的运行负荷时序曲线,构建充电需求度指标,制定电动公交车的充电调度机制;最后,在满足电动公交车充电需求的同时兼顾充电站精细化规划的要求,建立以充电能力最强、投资运行成本最小、光伏能源综合利用指标最大为优化目标的充电站多目标优化规划模型,并采用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,以确定电动公交车充电站的充电桩数量以及光伏发电系统和配电变压器的容量。工程实例分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于充电桩选择策略的双馈线负荷优化和削峰潜力分析

为了改善充电站通过多台变压器接入双馈线场景下配电网运行的经济性和安全性,提出了电动汽车对充电站内接入不同馈线下充电桩的选择策略,以改善馈线负荷均衡度并实现负荷削峰.阐述了充电站接入双馈线的方式和充电桩优化选择的原理,并提出了充电桩选择策略的适用场景和实施条件;从改善馈线负荷均衡度的角度出发,建立了充电桩选择策略的优化目...     

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。     

基于区块链技术的充电桩运维系统研究

面对电动汽车大规模推广应用对充电桩高效运维管理的需求,首先在介绍区块链技术基本原理的基础上,分析了充电桩运维系统的高分布性、多主体性和高可信性特征,归纳了区块链技术在充电桩运维系统上的应用价值,然后构建了基于联盟链式结构、采用PBFT共识机制、包含完全和不完全两类节点的区块链充电桩运维系统。最后,结合具体应用场景给出了系统在服务层、管理层和数据结构层各个层面的详细功能。为充电桩、配电站、运维机构、检定机构和监管部门等多边利益主体构思了一种基于区块链的端到端透明化、高可信性的去中心化管理模式,为区块链技术在充电桩运维系统的落地实施提供了参考。     

一种基于有界不确定性和扰动估计器的大功率充电桩控制策略

大功率充电桩接入电网是实现多电压等级电动汽车充放电的关键设备,但因电动汽车的即插即用需求和充电功率冲击特性,大功率充电桩接入将对电网运行稳定性带来挑战。提出基于不确定性和扰动估计器（uncertainty and disturbance estimator, UDE）的大功率充电桩控制策略。首先,在大功率充电桩双主动全桥换流器（dual active bridge, DAB）模块采用虚拟直流电机控制策略,实现对直流电压的基本控制。然后,考虑电动汽车投切对电网稳定运行的影响,基于LC滤波器建立UDE补偿控制环节,对滤波单元动态误差进行反馈,将其输出量作为补偿分量,实现对直流母线电压的补偿控制,从而有效提升直流电压稳定性。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建充电桩系统仿真模型,其仿真结果验证了所提控制策略的可行性。     

基于层次分析法的充电桩有序充电策略检测与评价方法

电动汽车及充电桩的快速普及带来便利的同时其充放电行为给电网的安全稳定造成了巨大的影响,因此有序充电技术营运而生。现阶段充电桩有序充电功能缺乏有效的检测手段,无法判断有序充电策略是否执行,策略执行效果无法评价。因此,本文提出了现场充电桩+能源控制器+检测装置+云平台的规模化充电桩有序充电策略检测系统。首先,设计了检测装置硬件结构及通信方式。然后,建立了多场景多时间尺度的用电需求模拟模型,设计了基于云平台的检测软件。最后,构建了有序充电策略评价模型,实现规模化充电桩有序充电策略检测与评价。     

考虑用户充电决策行为的电动汽车充电引导策略

快充站(fast charging station,FCS)是电动汽车(electric vehicle,EV)的重要能源供给设施。随着EV的推广应用,快充负荷也逐渐攀升,对配电网运行产生了一定影响。然而,快充负荷作为一种需求侧响应资源,可通过有序充电控制缓解EV接入给配电网运行带来的负面影响,因此文中提出考虑用户充电决策行为的EV充电引导策略。首先,考虑动态交通路况影响,利用出行链理论构建EV移动模型,进行用户出行模拟,并刻画剩余电量的时空分布。其次,考虑剩余电量、充电设施分布与充电服务价格,利用后悔理论构建用户充电决策模型,并刻画充电负荷时空分布。然后,以配电网网损最小为目标,构建充电服务价格优化模型,通过优化公共FCS的充电服务价格,引导充电负荷时空分布。最后,对不同服务价格方案进行对比,结果表明,文中方法对小容量车型的引导效果更好,且用户时间消耗等效折算系数越大,文中方法对充电负荷引导的效果越好。     

基于GPS数据的电动出租车充电桩选址定容

随着电动出租车规模化的增长,关于电动出租车集群充电桩的选址定容问题日益凸显。该类车辆的轨迹分布在城区,并且该类车辆对公共充电桩的依赖远高于私家电动汽车。为了能够满足这类车辆充电的需求,提出了一种基于全球卫星定位系统(GPS)考虑电动出租车运行轨迹、车辆进入停车场时序性和停车场现有负荷水平的电动出租车充电桩规划方法。采用k-means算法分析得到电动出租车的常驻点并将其作为精选地址的相关依据;计及相邻预选址之间的干扰,以最小花费成本为目标函数对充电桩预选址进行精选;考虑车辆进入停车场的时序性和停车场现有负荷水平计算充电桩的可安装数目。仿真结果表明,针对电动出租车这类特殊集群有常驻点,通过计算最小成本可进行进一步优化,避免出现2个预选址距离太近的情况;在精选地址下对车辆进场时序性和负荷进行分析,可为城区规划修建充电桩提供有力的理论支撑。