计及服务可用性的电动汽车换电站容量优化配置

动力电池换电模式由于其换电过程所需时长远小于充电过程、动力电池充电便于统一管理等优点,成为电动汽车能量补充的重要方式,推进换电站的建设有利于电动汽车的普及。针对可就地向动力电池组充电的换电站容量优化配置展开研究。首先介绍换电站的系统结构和"即换即充"的运行策略,提出服务可用性的评价指标;然后分析换电站运行状态的时序仿真模型,根据模型的输出量计算服务可用性指标;构建以设备年成本为目标函数、以换电站规模和服务可用性要求为约束的数学模型;采用微分进化(DE)算法对数学模型进行求解;最后对算例进行优化配置,随机抽取两日换电需求,计算换电站的可用性指标并分析各时段运行状态,对配置结果敏感性进行分析。     

电动公交换电站运营功率估算模型研究

在分析公交车的运行特点和换电站电池实际使用数据基础上,建立了电动公交车动力电池回站SOC模型、锂离子动力电池充电时间模型、充电功率模型等数学模型,通过以上模型以及锂离子电池开路电压变化曲线进行换电站功率估算并给出充电机功率的求解方法。同时考虑电池容量衰退等因素对电动公交换电站基本配置的影响,提出电动公交换电站充电功率的冗余估算方法。以北京北土城换电站的实际数据作为仿真算例,验证了提出的充电功率估算方法的准确性,同时还为电动公交换电站的建站及冗余设计提供了理论依据。     

基于手机平台的电动汽车充换电管理系统

随着人们对节能减排认识的逐步提高和新能源汽车技术的不断进步,电动汽车越来越普及.同时,人们的生活节奏越来越快,为了均衡利用充换电站资源、提高电动汽车充换电效率,本文设计了基于手机平台的电动汽车充换电管理系统.该系统可供电动汽车车主搜索充换电站、预约充换电服务、评价充换电服务、查询充换电记录等.实际应用表明,该系统能够满...     

计及电动汽车换电站储能的负荷频率控制

将电动汽车换电站储能引入传统负荷频率控制(LFC)问题中,提出了计及换电站与电网互动(S2G)的LFC新模型。该模型将控制区域内换电站等效为大容量虚拟储能电站,采用基于滤波方法的LFC协调控制策略分配调节功率,能够避免过度调频对换电站电池寿命的影响。在换电站建模方面,提出了基于蒙特卡洛随机模拟的换电站可控容量计算方法,建立了考虑电池荷电状态(SOC)及换电站可控容量约束的S2G集中等效模型。通过两区域互联LFC系统仿真验证了模型的有效性和正确性,相关分析表明S2G辅助调频能显著抑制频率偏差和联络线功率偏差的波动,提高LFC系统的动态控制性能。     

一种电动公交车充换电站动力电池全自动更换技术方案

针对目前服务于电动公交车的大型充换电站提出一种全自动更换动力电池的技术方案。方案站在系统的角度,整合充换电站各类设备信息资源,联动视频监控信息,实现对电动公交车的全自动换电。系统利用物联网技术在换电车辆、动力电池、充电机自动感知和物物相连的基础上,通过车辆自动导引、电池自动匹配、换电系统控制,进而实现整站全自动换电。同时,结合充换电站实际运行的深入分析研究,制定出一套规范化的操作流程和控制策略。结果表明,该技术方案在兼顾安全和效率的前提下,可以有效提高整个充换电站的服务能力。     

考虑不确定因素下含充换储一体化电站的微网能量优化

电动汽车直接接入电网并不能实现真正意义上的低碳,将电动汽车通过充换电站(battery charging-swapping station,BCSS)接入微网就地消纳可再生能源,并和储能电站(energy storage station,ESS)组成电动汽车充换储一体化电站(charging-swapping-storage integrated station,CSSIS)作为微网的储能系统,能够降低电动汽车对微网运行的影响,同时提高储能可调节容量。针对微网内风机、光伏的不确定性以及负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的经济优化模型,以一定置信水平下满足备用需求作为可靠性约束,基于峰谷分时电价优化一体化电站和燃料电池出力,并确定联络线交互功率。对CSSIS充放电功率在BCSS和ESS之间进行分配时,应用滑动窗口法优先调度BCSS充放电,安排ESS承担剩余功率,从而使BCSS具有较稳定的运行环境,也为ESS提供可调节容量支撑。以一个具体微网为例验证了所提策略的有效性。     

电动汽车换电站可用电池组数动态调度策略

电动汽车换电站由于其换电过程耗时短、便于统一管理等优点,成为了电动汽车电能补充的重要方式。但由于电动汽车用户的换电需求具有随机性,目前的预测方法不能很准确地对其进行预测,因此对换电站精确地制定充放电调度计划有较大难度。针对这一问题,建立换电站日前调度与实时调度模型,并通过粒子群算法在Matlab中完成仿真计算。在日前调度模型中通过对用户换电需求的预测制定日前调度计划,在满足各时段需求的前提下优化换电站各时段充放电功率;在实时调度模型中根据各时段需求预测的误差,来动态调整后续时段的调度计划。通过实时调度与日前调度的协调,使换电站抑制了用户实际需求波动影响,同时合理兼顾用户利益、换电站收益与电网的优化运行。     

考虑动力电池梯次利用的光伏换电站容量优化配置方法

光伏换电站是电动汽车充放电设施与可再生能源集成利用的典型形式之一,该文提出一种考虑动力电池梯次利用的光伏换电站容量优化配置方法。在一定的系统结构及能量交换策略下,根据电动汽车换电需求,以光伏换电站的年最大利润为目标,建立了系统容量优化配置模型。为确定动力电池逐年的梯次利用容量,参考容量退化模型和电动汽车日行驶里程的统计模型,建立了基于蒙特卡洛模拟法的动力电池梯次利用容量计算模型。采用微分进化算法求解优化模型,并重点分析了系统年运营利润的计算过程。以某地区的光伏换电站规划为算例,分析验证了模型的合理性。     

风火储电动汽车换电站联合优化调度

将电动汽车换电站作为一种灵活的储能设备纳入电力系统优化调度,建立风火储电动汽车换电站的联合优化调度模型。模型考虑火电煤耗成本、风电节能减排效益、换电站运营成本和备用容量成本,以系统运行成本最小为目标函数,采用CPLEX求解器对模型进行求解,以含1个风电场和5座换电站的10机系统为仿真算例。仿真结果表明：联合优化调度利用换电站有序充放电能有效平抑风电波动,降低电网调峰压力,提高电网风电消纳量,实现电能的有序高效利用。     

基于模糊聚类-马尔可夫链的换电站负荷预测模型

换电站减少了电动汽车的补能时间,具有可观的调控潜力,准确的负荷预测模型是其参与电网辅助服务的关键。针对用户换电需求的随机性,建立基于模糊聚类-马尔可夫链的换电站负荷预测模型。首先,利用泊松分布预测各时刻电动汽车换电需求数量,并建立换电需求约束;其次,利用自适应模糊C均值聚类算法依据荷电状态对换电站中电池集群进行自适应分区,避免人为分区的主观性;最后,采用马尔可夫链建立充电、放电、等待多状态下换电站电池集群模型。对需求预测方法与负荷预测模型进行了仿真验证,并与蒙特卡洛模拟法进行对比,结果表明,泊松分布准确预测了电动汽车需求数量,提出的负荷预测模型获取了充放电状态下换电站的功率,同时减小了负荷预测的波动性。     

风光储电动汽车换电站多目标运行优化

针对可再生能源与电动汽车充换电负荷之间的协调优化问题,建立了含风光储发电单元的电动汽车换电站多目标运行优化模型。采用多种群和动态自适应策略,提出了一种改进的动态多种群多目标粒子群算法,对这一多维、多约束、非线性的多目标优化问题进行求解。以某地区实际电网数据进行算例仿真,验证了模型和算法的有效性。结果表明,优化后的风光储电动汽车换电站不仅可以实现可再生能源的就地消纳,而且有助于减小负荷峰谷差。     

基于换电服务定价策略及动态调控方法的含充换电站微电网系统双层优化调度

换电服务价格高是电动汽车换电模式普及率低的重要因素之一，为了提高换电模式使用程度，充分发挥换电模式参与系统调度时所发挥的削峰填谷作用，该文提出一种考虑用户参与度的换电服务定价策略及动态调控方法。首先，建立计及时间成本的充电服务与换电服务总费用差价模型，并依据消费者心理学原理构建服务差价-用户参与度曲线；其次，制定换电服务定价策略，并提出相应的动态调控方法；最后，建立含充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)的微电网联合系统双层优化模型。上层根据换电服务定价策略及动态调控方法，制定出用户参与度高的换电服务电价；下层根据用户响应换电服务电价后的负荷量，以微电网联合系统总运行成本最低为目标调度机组出力，并以用户满意度作为衡量换电服务电价的指标，合理调整下一时段换电服务电价。通过算例分析，所提方法在实现系统负荷削峰的同时，降低微电网联合系统总运行成本，体现了所提定价策略及动态调控方法的有效性。     

“车-电-路-站”互联下电动出租车换电需求预测及换电站充电优化策略

换电模式作为快速电能补充的主要方式之一,具有换电速度快、电池可控性强等优点,可以为亟需电能补充的电动汽车提供服务。从电池规格统一的角度来看,电动出租车与换电模式的兼容性较强,因此研究换电模式下电动出租车需求预测及换电站充电优化策略具有重要的意义。首先,建立了基于换电模式的“车-电-路-站”互联系统,在此基础上根据电动出租车的出行行为及站内换电行为对换电需求进行预测;然后,分析了换电站的“用户链-电池链”交互运行模式,提出了高峰储能利用率的概念,分析了换电模式下快速电能补充车辆作为储能资源的可行性;最后,提出了一种考虑平抑负荷波动和提高储能利用率的两阶段日前优化策略,对典型换电模式下电动出租车电池进行充电计划安排,并对储能利用效果进行量化分析。仿真结果表明,换电需求具有波浪形变化趋势,所提方法能够有效发挥换电站内电池的可控、储能特点,起到平抑负荷波动、削峰填谷的作用。     

“车-电-路-站”互联下电动出租车换电需求预测及换电站充电优化策略

换电模式作为快速电能补充的主要方式之一,具有换电速度快、电池可控性强等优点,可以为亟需电能补充的电动汽车提供服务。从电池规格统一的角度来看,电动出租车与换电模式的兼容性较强,因此研究换电模式下电动出租车需求预测及换电站充电优化策略具有重要的意义。首先,建立了基于换电模式的“车-电-路-站”互联系统,在此基础上根据电动出租车的出行行为及站内换电行为对换电需求进行预测;然后,分析了换电站的“用户链-电池链”交互运行模式,提出了高峰储能利用率的概念,分析了换电模式下快速电能补充车辆作为储能资源的可行性;最后,提出了一种考虑平抑负荷波动和提高储能利用率的两阶段日前优化策略,对典型换电模式下电动出租车电池进行充电计划安排,并对储能利用效果进行量化分析。仿真结果表明,换电需求具有波浪形变化趋势,所提方法能够有效发挥换电站内电池的可控、储能特点,起到平抑负荷波动、削峰填谷的作用。     

考虑配电网接纳能力的电动汽车充换电服务网基础设施配置方案分析与评估

着眼于电动汽车充换电服务网的服务特性研究,从而建立各种评价指标,进行服务网基础设施配置分析与评估。首先充分考虑服务网与配电网的交互关系,建立了配电网最大接纳能力模型,对基础设施配置方案进行初步筛选;其次提出了配送效率、行驶可达性、服务可供性等服务网服务性能指标,对可行的方案进行有效评估,并经过多因素综合分析,选出最佳方案。最后通过设置不同容量、位置的充换电站配置方案进行仿真计算,并与已有方法对比分析,充分验证了所提指标的可行性与有效性。所提方法不仅能对现有充换电服务网进行评估,同时也可以为电动汽车充换电站的快速选址定容提供依据。     

计及变速充电机制的含光伏换电站经济优化调度模型

换电站是电动汽车补充能源的重要方式之一。以含光伏的换电站为研究对象,站在运营商的角度,在考虑电池退化与充电速度关系的基础上,设计了考虑光伏和交通预测的变速充电机制,构建了考虑变速充电机制的换电站经济收益模型。该模型可根据交通流量和光照强度灵活调整电池的充电速度,优化各类电源的出力和充电功率的分布。通过算例对模型有效性进行验证,结果表明,相比于传统的恒功率充电模型,该模型能更加高效地利用光伏资源,减少换电站的购电成本,降低电池的平均充电速度,减少电池的损耗成本,实现了系统的经济效益最大化。     

参与电网削峰调节的电动重卡换电站调度策略

换电站因其快速、便捷的特点获得了迅猛的推广和发展。在电动重卡领域,换电站建设已初具规模并保持高速发展。如何对电动重卡换电站进行充电调度以实现电网友好,是一个重点研究方向。首先,针对电动重卡换电需求在时间上分布规律较弱的特点,使用统计分析法分析换电站历史运行数据,得到一天内各时段的换电需求预测值;其次,提出基于换电需求预测的日内调度策略和基于实际换电需求的日内实时修正策略,以确定电池充电数量和允许充电时间;然后,建立以电网削峰为目标的时间-功率模型,结合电网背景负荷曲线,使用差分算法对电池的充电功率和实际充电时间进行求解;最后,通过算例证明了调度策略和时间-功率模型的有效性。     

换电模式下电动汽车换电充裕度模型及仿真研究

在电动汽车规模化应用之后,电动汽车换电站内在不同时段应该储备多少蓄电池方能满足电动汽车的换电需求,是一个需要解决的问题。给出了电动汽车换电充裕度的概念,建立了基于一定假设条件的车主用车习惯和充电管理策略的数学模型,分析了换电需求发生时刻的条件,由此得到不同时段的换电需求,即对应的储备电池的数量。应用Monte Carlo方法进行了仿真计算,得到了换电站内不同时段满足换电充裕度要求应该储备的蓄电池数量,并指出上述模型及方法可以进一步用于计算电动汽车入网技术(vehicleto grid,V2G)的蓄电池数量及研究充电时间、蓄电池容量、充电控制策略等因素对换电充裕度的影响。     

基于边缘计算的电动汽车换电电池冗余度建模分析

针对电动汽车换电站电池冗余度和充电成本过高的问题,基于边缘计算建立了电动汽车换电电池冗余度分析模型。结合边缘计算与云计算技术,建立电动汽车换电电池冗余度分析的边缘计算平台,利用边缘节点A采集电动汽车用电信息,并将采集数据上传至云平台。云平台利用电动汽车换电电池充电优化控制模型,分析边缘节点B关联电动汽车换电电池冗余度;利用自适应遗传算法求解模型,实现电动汽车换电电池的充电优化。实验结果表明,该模型可有效分析电动汽车换电电池冗余度,将该模型应用于电动汽车换电站,换电站月充电费用降低幅度大于13%。     

电动汽车换电站V2G运行对中压配电网故障特征的影响

电动汽车换电站(BSS)向电网放电是实现V2G的一种重要方式,该运行方式可能会对中压配电网保护带来负面影响。给出了换电站中充放电机的拓扑结构及其详细的控制模型,在此基础上在PSCAD/EMTDC中建立了含换电站的10 k V配电网仿真模型。仿真结果表明,换电站电气量特征在不同的配电网故障特征情况下明显不同,换电站运行状态改变对配电网的故障特征有显著影响。