电动汽车换电站定址分容研究

电动汽车换电站是电动汽车产业重要的配套设施,但对换电站的规划当前缺乏相应的理论指导。针对换电站的规划问题,综合考虑电动汽车用户的行驶时间和排队等待时间,建立了换电站的定址分容模型,通过方案比较验证了模型的有效性,并从更换电池需求和排队等待时间2方面对模型进行了灵敏度分析,结果表明二者均为影响换电站定址分容的关键因素。     

电动汽车换电站设计模型的建立与优化

在全球能源问题越来越严峻的情况下,电动汽车的发展已经上升为国家战略,电动汽车换电设施是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。紧密结合唐山北郊电动汽车换电站项目建设,研究换电站系统的工程设计计算模型和方法,对影响工程规模和运行经济性的主要参数:换电需求量、换电设计能力、换电工位数量、充电工位数量等进行工程建模优化分析计算;在理论分析计算的基础上,形成换电站的充换电系统标准建设方案,为本地区后续换电站的建设提供参考依据。     

江西省电动汽车换电站电气设计方案研究

国家电网公司部署了一系列为推动电动汽车产业发展服务的充(换)电设施建设工程,江西省电力公司结合本省发展的实际情况,建设了一批主要服务于电动公交车的电池更换站.通过对换电站的建设规模、换电站的设计原则、电池更换系统的功能、配电系统的选择及监控系统的构成等方面进行了方案探讨,并将其在工程实施中加以应用.     

电动汽车充换电站参与电网AGC功率分配的成本一致性算法

搭建电动汽车充换电站参与电网自动发电控制(AGC)功率分配的框架,并建立其优化数学模型。在此基础上,提出电动汽车参与AGC功率分配的成本一致性算法。智能体间采用虚拟一致性变量作为一致性交互计算信息,同时以真实一致性变量确定电动汽车的AGC功率,提高算法的应用灵活性。某电网模型仿真结果表明:成本一致性算法可以减少电网调节成本,提高区域电网的控制性能标准,且能有效实现电动汽车参与电网AGC功率分配的自律调频。     

电动汽车充换电站运营优化探究

针对电动汽车充换电站目前运营状况,通过实例分析得知充换电站的综合使用率不高、市场化程度低、充电价格不定导致产生的经济效益不理想。     

电动汽车换电站调度优化问题下的约束罚函数

传统的罚函数约束问题处理方式极易陷入局部最优,难以达到理想的优化效果。针对这一问题,提出了一种新的约束罚函数处理方法,该方法结合粒子群优化算法的原理特性和已有的自适应罚函数方法,组成了分段穿透罚函数。以粒子群优化算法为求解工具,对计及分时电价和可再生能源的电动汽车换电站多目标调度模型进行优化,在MATLAB仿真平台上对比了传统严格递增罚函数、自适应罚函数和分段穿透罚函数方法,验证了所提分段穿透罚函数处理方法具有求解速度快、全局寻优能力强的特点,能有效解决电动汽车换电站调度优化中的高维、高约束问题。     

电动汽车换电站有序充电调度策略研究

大规模电动汽车无序充电行为会对电网经济运行造成影响,迫切要求实现有序充电技术。根据电动汽车换电站特点,提出了以换电站充电功率为控制对象的有序充电调度策略,建立不同目标函数的调度策略数学模型,并采用粒子群算法求解,得到次日优化充电计划。基于某地区负荷曲线进行算例仿真,验证了算法的有效性,比较了不同优化目标的调度策略对负荷曲线的影响,分析了优化目标函数值随换电站容量的变化趋势。结果表明,提出的换电站有序充电调度策略能够有效地减小电网峰谷差,提高负荷率,起到平稳负荷波动的作用。     

一种电动汽车换电站的布局定容方法

目前,全球迎来了电动汽车的发展热潮,但是,电动汽车配套基础设施布局尚缺乏相应的理论指导。考虑电动汽车的需求分布特性、换电站服务能力和服务范围、配电网约束和交通密度等影响因素,定义了服务覆盖率、服务匹配度和布局成本三个换电站服务规划评价指标,建立电动汽车换电站的多目标规划模型,提出了免疫遗传算法求解数学模型,并通过对换电站选址定容算例的分析,验证了算法的可行性和有效性,为换电站选址定容提供了理论指导。     

考虑电动汽车及换电站的微网随机调度研究

考虑多种不确定因素的随机性,在预测值与概率分布统计规律的基础上,应用区间系数规划(ICP)与机会约束规划(CCP)建立了考虑电动汽车与可再生能源的含换电站的微网随机调度模型,进一步将其转化为确定性混合整数线性规划(MILP)模型,并利用CPLEX软件求解.算例分析结果表明,根据所提模型得到的开停机方案可以在可再生能源功率、电动汽车充放电功率等实测值偏离预测值时,满足系统功率平衡要求,并以接近于1的概率满足备用需求,比传统确定性模型得到的方案更经济.     

基于遗传算法的电动汽车换电站经济运行

在现有的电池技术和充电条件下,快换式充电站成为国内纯电动公交最主要的能量补给摸式。针对电池组充电电费过高和增加配电网峰谷差的问题,以及换电站内快换工位和备用电池空闲的情况,在保证车辆正常运营的前提下,以充电站内全天充电电费最低为目标,建立了充电变功率工况下基于分时电价的换电站经济运行模型,通过遗传智能优化算法合理安排电池组的开始充电时间,降低充电电费,从而实现换电站的经济运行。分别基于北京北土城充电站和上海世博会充电站的实际数据和统计结果进行算例仿真,验证了算法的有效性。结果表明,该算法不仅能降低充电站充电电费,还能降低充电站白天对配电网的负荷压力,补充夜间负荷,减小配电网的峰谷差,在实现充电站经济运行的同时还有助于配电网的经济运行。     

电动汽车电池更换站布局的最优规划

电池更换站应根据换电需求进行合理布局.给出了电动汽车换电需求及其分布的分析方法,提出了电池更换站布局最优规划的数学模型.采用与更换站布局有相似数学特点的Voronoi图划分更换站服务区域,服务区内换电需求决定更换站规模,并与具备全局随机寻优能力的改进粒子群算法结合,提出了最优规划的联合求解流程.算例分析验证了规划方法和算法的有效性和实用性.     

含电动汽车换电站的微电网孤岛运行优化

由于风电、光伏等可再生能源具有间歇性,独立运行的微电网会经常出现功率缺额或过剩,给系统运行带来不利影响.对微电网内重要单元,如电池储能电站、电动汽车换电站、可中断负荷等分别进行了分析并建模,结合系统功率平衡、备用需求等约束,建立微电网独立运行优化模型,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题.算例中对以电动汽车换电站和电池储能电站作为储能单元的微电网分别进行讨论,结果表明,相比传统电池储能电站,电动汽车换电站作为储能装置,通过协调优化,可以提高微电网的可再生能源接纳能力,提高微电网可靠性,并更具经济性.     

电动汽车换电智能监控系统的改进

分析了电动汽车换电监控系统的现状与存在的问题。结合实际换电运行流程,设计了一种改进的电动汽车换电智能监控系统。该监控系统设计了新型的换电电量计量方法,解决了换电电量计量与计费困难的问题。设计了电池箱优选策略,实现了全自动换电命令下发、换电过程管理、换电决策和换电执行过程全景反演等的应用,解决了换电监控系统智能化程度不足的问题。设计了换电监控系统的系统组成、架构设计、功能定义和新型换电流程,并从软件设计、组网实现、数据结构、换电电量计量与计费、全自动换电策略等方面的工作完成了系统的最终实现。实际工程应用结果表明,该系统可显著降低换电电量计量与计费功能的实现复杂度和成本,提高电动汽车换电监控系统的智能化水平,降低换电站建设和运营成本。     

基于强化学习的电动汽车换电站实时调度策略优化

随着电动汽车的应用推广,换电站的调度优化逐渐成为研究热点。传统的基于换电需求预测值的调度策略在实际应用中面临着难以适应动态干扰因素、预测误差累积等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于带基线的蒙特卡罗策略梯度法的换电站实时调度策略,用于优化换电站的充放电策略以及响应电池数量。提出了带基线的蒙特卡罗策略梯度强化学习,并为换电站实时调度问题选取合适的状态空间和动作空间;设计了奖励函数对智能体进行离线训练,从电池状态数据、分时电价和排队电动汽车数量中学习得到最优策略网络;在离线训练好的模型基础上进行实时调度策略测试。基于换电站的服务可用率和经济效益验证了所提调度策略的有效性和经济性,算例结果表明所提策略能对电网负荷起到一定的削峰填谷作用。     

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。     

电动汽车充换电设施信息互操作技术研究

为了促进不同厂家间电动汽车充换电设施的交互,需开展电动汽车充换电设施的信息互操作研究,首先介绍了一致性和互操作的概念,分析了一致性测试和互操作测试的必要性和测试方法、测试平台、测试原则以及在电力行业尤其是智能电网领域的应用。电动汽车充换电服务网络作为智能电网的重要组成部分,在近年得到大力发展,对信息互操作的研究可有效推动其标准化和规范化发展,通过一种充换电服务网络互操作框架的提出,为后续的实用化研究提供参考。     

基于马尔可夫决策过程的电动汽车充电站能量管理策略

电动汽车充电站作为并网分布式储能装置,是实现电动汽车与未来能源互联网深度融合的重要组成部分。考虑分时电价和电动汽车用户行为的不确定性,提出了以电动汽车充电站日运营成本最小化为目标的能量管理策略。为了减少对先验信息的依赖和约束,将优化问题建模为一个新的有限回合马尔可夫决策过程模型;基于传统成本模型提出奖惩回报函数,通过主动学习调度决策,得到每辆电动汽车的实时充放电行为;针对模型的高维状态空间问题,设计相应的状态空间和动作空间,采用一种卷积神经网络结构结合强化学习的方法,通过从原始数据观测中提取高质量的经验,获取最优调度策略以达到优化目标。仿真结果表明,与传统的充电策略相比,所提策略可以有效地降低充电站的日运营成本,保护电动汽车的电池,同时能满足电动汽车用户的充电需求。     

电动汽车充换电设施典型设计方案研究

为规范充换电设施建设规模和站体布置,研究了电动汽车充换电设施标准化问题,提出了典型设计方案。阐述了典型设计方案编制原则,给出了服务对象具体参数和典型设计方案分类,举例对充电站典型设计方案进行分析研究,包括总平面布置、充电设备、供配电系统、二次系统、土建、消防等内容,并从电池架充电、分箱充电机选型及组柜、换电设备设计、换电监控、电池检测维护等五方面详细阐述换电系统设计方案。提供了所有典型设计方案的配置情况。该典型设计方案可用于统一设备类别和选型,有效控制充换电设施工程造价,也为后续充换电设施运行维护取费标准作好准备,已成功用于指导国家电网公司系统各单位编制充换电设施项目建设方案。     

基于DSP的电动汽车动力电池管理系统的设计

设计了一种以DSP为核心的电池管理系统,该系统有效地实现了电动汽车动力电池的数据监测,荷电状态(SOC)估计、控制局域网(CAN)通信及USB数据存储功能,并利用基于开路电压与神经网络相结合的方法对SOC值进行预测.有硬件电路简单、外围器件较少、处理速度较快、抗干扰性能和可靠性高等特点.