电动汽车充放电技术及其对电网的影响分析

阐述了电动汽车充放电技术的主要三种电能供给模式,交流充放电桩、直流充放电机和电动汽车充放电管理系统的主要作用与功能,重点分析了电动汽车充放电对电网负荷、电能质量、电网规划、配电网调度和继电保护、配电设备和电网交易等方面的影响,展望了大规模分布式随机充电对电网的影响,指出电动汽车充放电控制策略将成为该领域的研究重点。     

电动汽车充放电对电网影响研究综述

随着大容量电池技术、电动汽车技术的发展和成本的降低,电动汽车的数量将急剧增长,其随机充放电行为将为城市电网的安全稳定运行带来新的挑战。从电动汽车充电设备及充放电特性出发,分析了电动汽车充电行为对电网负荷平衡、电源容量、电能质量、环境等方面的影响。探讨了电动汽车V2G模式在车网通信、削峰填谷、频率调节、新能源协调运行等领域的应用前景,并展望了含大规模电动汽车的城市电网动态运行机制、电动汽车与电网的协调优化经济运行、V2G多场景发展等相关领域的下一步研究工作。     

电动汽车充放电对电网的影响分析

介绍了目前电动汽车充放电技术的主要三种电能供给模式;交流充放电桩、直流充放电机和电动汽车充放电管理系统的主要作用与功能.重点分析了电动汽车充放电对电网负荷、电能质量、电网规划、配电网调度和继电保护、配电设备和电网交易等方面的影响.最后指出电动汽车的充电行为及其储能特性对未来电网运行的影响和作用将越来越大,研究大规模分布式的家庭充电的影响及电动汽车充放电控制策略将成为该领域的重点.     

基于分时电价机制的电动汽车用户侧有序充放电控制策略

电动汽车正大规模发展,未来可能有电动汽车用户为方便快捷采取家庭充电方式。针对这一方式,提出一种有序充放电控制策略。根据上级系统提供的充放电功率限制和充放电电价,引入激励因子,通过优化各时段充放电功率,建立以用户总支出费用最低为目标的有序充放电模型。在仅充电和充放电案例分析中,应用单纯形方法,求得最优解,为电动汽车用户提供经济的有序充放电方案。     

电动汽车充放电决策模型及电价的影响分析

以电动汽车运营收益最大化为目标,以满足电动汽车动力电池充放电容量及电动汽车行程需求为约束条件,构造了一个电动汽车充放电收益最大化模型,该模型表示电动汽车充放电决策。以2009年美国家庭出行调查为依据,根据用户出行规律,采用蒙特卡洛模拟法模拟用户行程需求,对电动汽车充放电运行的经济效益以及充电负荷分布进行仿真计算和分析。研究结果表明,所提出的模型可以表示电动汽车响应电价的能力,利用该模型还研究了实时电价对含电动汽车接入电网功能的电动汽车充放电电量分布及电动汽车运行成本的影响,揭示了实时电价机制为了更好地促进充放电电量的合理分布需要动态调整的特点,以及电动汽车接入电网功能可以显著减少电动汽车的运行成本,且存在较大的经济空间组织充电运营商的特点。电动汽车电池存储作用值得进一步开发。     

电动汽车有序充放电控制技术研究

研究电动汽车有序充放电装置与控制策略,能够解决高渗透率电动汽车并网问题,对未来电网的安全稳定经济运行意义重大。研究了电动汽车充放电负载特性及充放电设备结构与控制机理,分析了一种基于虚拟同步发电机算法的充放电机并网先进控制算法,并给出了电动汽车充放电机并网接口控制系统,指出基于虚拟同步发电机算法的电动汽车充放电并网控制策略,拥有良好的性能和推广价值。     

基于logit模型的电动汽车充放电研究

零排放的电动汽车是汽车工业未来发展的主流,电动汽车入网技术实现了电动汽车和电网的双向互动和交换,是智能电网的重要组成部分.电动汽车的充放电行业造成新一轮负荷的快速增长,其对电网效益产生的影响目前还未有深入的探讨.在现有商业用电峰谷电价模型下,探讨了基于随机效用理论的多项式logit模型的电动汽车充放电行为,并初步评估电...     

基于PWM的电动汽车V2G双向充放电装置研究

从V2G技术的概念出发,分析了V2G双向充放电装置的基本结构,并采用同步旋转坐标系电流控制与电压空间矢量控制相结合的方法对系统进行控制,实现了电动汽车与电网的双向能量互动.     

电动汽车代理机构对电动汽车充放电控制的研究

大规模电动汽车入网参与电网调度需要在某一区域设置一个代理机构,作为电力公司调度部门和电动汽车的中介。针对代理机构对所管辖电动汽车的控制,首先,以1天为1个周期把电动汽车可能被控制的区域分为办公区、居住区和超市购物区。然后,代理机构根据各电动汽车状态信息把各区域的电动汽车分为充电集群和放电集群。之后,代理机构根据可调度容量、可调度时长、电动汽车车主违约度制定评价体系对集群内电动汽车在每个时段的充电或放电的顺序进行排队。最后,在保证电动汽车车主行驶和电池安全约束的情况下,对电动汽车进行充放电调度,使代理机构充放电尽可能满足电力公司调度部门的调度计划。     

考虑多智能体协同的电动汽车充放电分散式实时优化策略

针对多充电站/电动汽车区域能量管理系统(electric vehicles distributed energy management system,EVDEM S)情景下电动汽车充放电优化的问题,将各充电站/EV-DEM S视为充电智能体,建立了考虑多个充电智能体的分散式实时优化架构来协调各智能体的充放电策略。模型在满足车主充电需求的前提下,以日负荷曲线波动最小为目标,实现电网侧的削峰填谷。仿真算例表明,和传统的集中优化方式相比,该分散式优化模型和算法能够很好地对各智能体充放电计划进行协调优化,在保证优化结果的情况下能够极大地提升计算速度。     

上海地区发展电动汽车的综合效益分析

随着环境与能源问题日益严峻,发展电动汽车成为国家关注的焦点问题之一。为了引导电动汽车在上海电网区域的发展,建立了电动汽车的节能减排模型,并在此基础上分析了未来3个阶段上海区域内电动汽车的节能减排效益。同时,电动汽车储能作为电网的可调度资源,不同的调度方式会给电网带来不同的影响,以2015年上海的典型日负荷为例,针对不同类型的电动汽车进行了分析。结果表明,电动汽车的合理调度可以平滑负荷曲线,减小峰谷差,提高电网运行可靠性、经济性,还可以有效的节约不可再生能源,并减少温室气体CO₂的排放,具有良好的环境效益。     

电动汽车蓄电池充放电系统的实现

基于对电动汽车蓄电池充放电系统的研究,提出一种由电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器组成的新型结构,研制了一台功率为8 kW的样机,详细阐述了系统控制和参数设计。实验证明,该系统运行可靠,可用于电动汽车充电站蓄电池的充放电维护。     

Energy Management and Control of Electric Vehicle Charging Stations

Abstract

Charging infrastructure is an important component for the healthy growth of the electric vehicle industry. This article presents an energy management and control study of an electric vehicle charging station. The charging station consists of an AC/DC converter for grid interface and multiple DC/DC converters for electric vehicle battery management. For the grid-side AC/DC converter, a direct-current control mechanism is employed for reactive power, AC system bus voltage, and DC-link voltage control. For the electric vehicle-side DC/DC converters, constant current and constant voltage control mechanisms are developed for electric vehicle charging and discharging management. The article considers energy management needs for charge and discharge of multiple electric vehicles simultaneously in a dynamic price framework. A real-time simulation system is developed to evaluate how the electric vehicle charging station can meet grid-to-vehicle, vehicle-to-grid, and vehicle-to-vehicle charging and discharging requirements.     

考虑预警负荷的电动汽车充放电优化策略

预警负荷会严重影响电力系统的安全经济运行。面向参与车辆到电网(vehicle to grid,V2G)服务的电动汽车用户,综合考虑预警负荷、预警电价和充电激励措施对充放电过程的影响,提出基于改进粒子群算法(improved particle sw arm optimization,IPSO)的电动汽车充放电优化策略。通过计算预警负荷发生时的放电奖励,建立预警负荷电价模型、电池容量损耗模型,基于分时电价和放电激励制度建立用户充放电成本模型。此外,引入长短时记忆的概念,提出改进粒子群优化算法。在上述模型和算法的基础上,以最小化用户成本为优化目标,计及用户充电需求和充放电功率等约束,提出不同预警负荷情况下的充放电优化策略。在MATLAB中完成了仿真验证,结果表明,在已知预测预警负荷的前提下,采用文中的充放电优化策略能够提高电动汽车用户V2G参与度,有效降低用户成本,并缓解预警负荷发生时电网压力。     

电动汽车动力电池荷电状态估计方法探讨

准确估计电池荷电状态(SOC)是电动汽车电池管理的重要内容,SOC的准确评估对延长电池寿命和提高电动汽车整车性能具有重要意义。各国研究人员对电池SOC估计方法进行大量研究,先后提出了多种估计方法。文中介绍了电池SOC的定义及其主要影响因素,根据电池SOC估计方法的特点,按离线和在线方法对SOC估计方法进行总结和介绍,并比较了各方法的特点及实用效果。最后展望了电池SOC估计方法的两个潜在发展方向,即基于电池模型的非线性滤波方法和具有自学习能力的智能方法,为今后深入研究动力电池SOC估计方法提供借鉴。     

电动汽车充换电示范站中的有序充放电措施

未来,随着电动汽车在数量上的增加,电动汽车的充电将对电网产生很大的影响。从车辆并网系统和有序充放电运营管理系统2个方面介绍了省级电动汽车充换电示范站中的有序充放电措施：在车辆并网系统方面,设计了双向智能充放电装置,探讨了基于峰谷电价的充放电控制系统和充换电监控系统;在运营管理方面,提出了电池梯次利用和全寿命周期管理方法,并阐述了有利于有序充放电的计量计费管理系统和电池快速更换系统的结构、原理和实现手段。     

表面电荷积聚对冲击电压下绝缘子沿面放电的影响

绝缘子的表面缺陷会导致表面电荷积聚，使绝缘子表面的电场发生畸变，影响冲击电压下绝缘子的沿面放电。研究了表面电荷对绝缘子沿面放电进程的影响，发现表面电荷积聚可以降低绝缘子沿面放电的起始电压。外施冲击电压的极性与绝缘子表面电荷极性是否相同会影响绝缘子的电晕起始时刻、由流注向先导的转变时间间隔和流注电晕电流。表面电荷对GIS支撑绝缘子的50％冲击闪络电压和伏秒特性也有一定的影响。     

电动汽车接入电网技术的双向变流系统研究

目前,国内研制只具备充电功能的电动汽车充电装置,还不具备目前被广泛关注的向电网放电的功能。为实现电动汽车与电网之间的双向能量交换,研究了采用AC/DC双向变流和DC/DC双向变流的两级变流的拓扑结构,讨论了基于dq变换的空间矢量脉冲宽度调制（PWM）双闭环控制的AC/DC双向变流系统和采用电流滞环跟踪PWM调制技术控制的DC/DC双向变流系统,并通过Matlab仿真,验证了拓扑结构及控制策略的可行性。