电动汽车充电负荷与调度控制策略综述

电动汽车的普及已成为一种趋势,将会对电力系统运行产生深刻影响。电动汽车充电控制将成为系统运行控制的重要手段,不仅能够限制充电负荷的不利影响,而且能够实现负荷削峰填谷,促进可再生能源吸纳,发挥负荷调度的作用。该文介绍了近年来充电负荷、充电控制领域内的研究成果,涉及充电负荷仿真分析模型、充电控制效益、充电控制策略研究等方面;同时指出了尚未解决的问题和可能的研究方向。     

计及电动汽车不确定性的有序充电调度策略

大量电动汽车的接入,对智能电网调度提出了新要求。采用合理的充电调度策略可以充分发挥电动汽车在智能电网中削峰填谷等作用。在此背景下,首先分析影响电动汽车充电负荷的因素,根据电动汽车充电特性建立电动汽车充电负荷模型。然后,综合分析电动汽车用户的使用需求,在此基础上建立考虑电动汽车充电不确定性的电网调度随机最优潮流模型。最后,以一标准33节点配网测试系统为例,比较自由模式下和有序充电调度模型下电网负荷曲线,证明了所提出电动汽车充电调度模型在平滑电网等效负荷波动方面的有效性和可行性。     

电动汽车入网负荷预测及其与电网互动研究进展综述

电动汽车（EV）充电负荷预测技术和EV与电网互动（V2G）技术,能够有效减小规模化EV入网对电网的影响,实现充电桩的合理布局、高效利用和对电网能量的削峰填谷。通过对比传统EV负荷预测方法和现代EV负荷预测方法的优劣,分析V2G充电技术的研究进展,并介绍了国内外EV与电网互动的应用实例。最后,对EV入网需要解决的问题进行了总结和展望,提出了几点可能的研究思路。     

电动汽车充电模式对区域电网负荷特性的影响

电动汽车的大规模发展对电网来说可谓机遇与挑战并存,无序充电将对电网带来冲击,智能充电则能优化电网的运行。分析不同类型电动汽车的充电行为,通过建立即插即充、夜间充电、智能充电等充电模式下各类电动汽车负荷模型,分析不同充电模式对区域电网负荷特性的影响。结果表明,合理利用电动汽车负荷和储能特性将有助于降低电网最大负荷和峰谷差,平稳负荷,提高电网的设备利用率。     

电动汽车充电负荷预测及有序充电控制策略研究

电动汽车充电负荷控制较复杂，需要构建严格的控制策略，使其能够顺利完成充电过程，提高车辆运行的平稳性。基于此，先从需求建模、负荷预测、负荷计算三个方面对电动汽车充电负荷预测方法进行分析；再从有序充电系统、通信控制方案、控制算法分析等方面对有序充电控制策略进行研究，确保控制过程能够有序开展，保障电动汽车具有良好的负荷状态。     

基于电动汽车充电负荷需求预测的电网调度优化*

现有的电网调度方法对电动汽车充电负荷需求的预测效果较差,预测的负荷变化趋势与实际情况相差较大,因此基于电动汽车充电负荷需求预测提出电网调度优化方法。根据电动汽车到达充电站的起始和终止时间,计算得到充电时长,电网调度再根据此时间段执行充放电活动。对历史负荷数据标记季节和假期属性,得到属性相似的初步样本,使用充电负荷数据的最值和平均值作为负荷属性,经过AP算法聚类后,利用CNN模型对样本负荷进行预测,其通道值分别为负荷值、温度和车流量,输出充电负荷需求值。根据充电负荷预测信息和剩余容量确定电网调度优化目标和调度约束条件,改变电动汽车的充电时刻,实现电网负荷优化。测试结果表明,该设计方法使用有序的充电策略保证了良好的优化调度效果,满足充电负荷需求。     

电动汽车充电负荷时空分布预测研究综述

随着碳达峰、碳中和目标的提出，电动汽车以其绿色、低碳、节能环保优势逐渐普及。电动汽车兼具负荷与储能双重特性，其充放电行为具有时间和空间的随机性和波动性，精准的电动汽车充电负荷时空分布预测是研究电动汽车入网影响、电网规划运行、与电网互动的基础。首先，分析影响电动汽车充电负荷时空分布的主要因素；然后，对充电负荷建模、时空分布预测方法进行系统阐述；随后，考虑电动汽车可以作为移动储能装置参与电网互动，评估其放电潜力并综述电动汽车入网(vehicle to grid, V2G)技术研究现状；最后，总结现有研究方法面临的挑战并进行展望。     

基于时空互补的电动汽车有序充电

为减小电动汽车的充电行为对区域配电网的影响,即减少配电网负荷峰值的增加。本文综合考虑不同用户类型的电动汽车在居民小区、政府部门和商业区的行驶规律、停车规律、充电需求,以实现整个区域配电网削峰填谷为目标,提出了一种在V2G(vehicle-to-grid)模式下,通过分时电价引导的不同负荷类型电动汽车从时间和空间上双重互补进行有序充电的方法。以IEEE RBTS-5系统的第1,2条10 k V线路负荷需求为例,用蒙特卡洛方法模拟了本文所提的方法,验证了时空互补有序充电的方法对区域配电网总负荷削峰填谷的有效性。     

电动汽车有序充放电控制与利用研究新进展

电动汽车大规模接入电网会增加电网运行的不确定性,电网侧亟需做好相应准备。采用有序充放电控制可以减小电动汽车的时空不确定性给电网带来的影响,缓解电网升级扩容压力,采用V2G技术可以为电网提供辅助服务,丰富电网的运行方式。根据国内外最新研究进展,从充电负荷建模与计算、电动汽车接入对电网产生的影响、电动汽车有序充电控制、电动汽车为电网提供辅助服务4个方面进行评述,并指出未来的研究方向。     

基于模糊控制的区域电动汽车入网充放电调度策略

提出一种基于模糊控制的电动汽车入网(V2G)充放电调度策略。首先,提出V2G管理系统的整体结构,其主要由有序充电调度系统和V2G变流器控制系统组成,前者合理安排各充电桩的充放电功率,实现削峰填谷的辅助功能;后者响应上层调度下发的功率指令,控制实际充放电行为,提供稳定的电能变换和能量交换的接口。然后,在有序充电调度系统中综合当前配电网的负荷特点,对当前接入充电站的全部电动汽车进行调配,并采用模糊控制算法计算充放电功率并下发给各充电桩,改善区域电网的负荷特性,实现削峰填谷的辅助功能。最后,通过仿真实验证明所提有序充电调度系统在满足电动汽车充电需求的同时,能够充分地利用电动汽车负荷的灵活性;在实现对电网削峰填谷的同时,有效地避免了电网负荷低谷时段大量电动汽车充电引起新负荷尖峰的问题。     

考虑多方利益的居民小区电动汽车有序充电策略

随着电动汽车的普及率越来越高,电动汽车规模化接入将给电力系统的稳定运行带来风险和负担,如何进行移峰填谷、减小负荷波动成了当今电网非常关注的一个问题。对此,文中提出了一种上层优化指导曲线和下层实时负荷跟随相结合的实时优化模型。在上层总控中心,基于典型日常规负荷曲线和车辆出行预测数据,建立了以总负荷(常规负荷和EV充电负荷)峰谷差最小为目标的优化模型,得出一条电动汽车充电功率指导曲线;在下层智能控制中心,根据返回EV的状态和充电需求,计算EV充电优先级,以上层优化得到的功率指导曲线为跟随目标,来指导电动汽车的有序充电,实现负荷跟随。然后以某小区的常规负荷数据和EV用户出行的概率模型数据进行充电模拟,计算出相关的指标,与无序充电的结果进行对比。仿真结果表明,此有序充电控制策略能够有效地实现EV充电负荷的移峰填谷、降低负荷波动,同时也能够增加代理商的充电服务收益,满足用户的充电需求。     

分布式电动汽车有序充电控制系统模型

提出一种基于分布式控制的电动汽车有序充电控制系统模型。有序充电控制系统由集中充电控制中心和分布式控制单元组成,当电动汽车接入电网,分布式控制单元根据集中控制中心广播的电网负荷数据和已接入电网的电动汽车的充电计划,以最小配电网负荷方差为目标函数,计算电动汽车的最佳充电时间,并将充电计划上传给控制中心。以IEEE 33节点配电网为例,分别在正常情况、通信系统故障、配电网负荷预测有误差等条件下进行了有序充电模拟,结果表明分布式有序充电控制方法具有很好的控制效果和较强的抗干扰能力。     

基于分层架构的大规模电动汽车有序充电仿真平台

应用My SQL和Java平台建立了一种基于分层架构的大规模电动汽车有序充电仿真平台。该平台根据各种仿真算法的数据需求对电动汽车的分层架构和充放电行为进行建模,描述了大规模、大范围电动汽车充电负荷的时空分布,并基于所提出的模型建立了统一的仿真算法接口。该平台可用于仿真验证大规模电动汽车充电负荷预测算法和有序充电调控算法,为不同算法的效果比较提供了可能,在仿真的意义上解决了目前电动汽车发展规模较小,现有文献提出的预测和控制算法的效果难以实验验证的问题。算例分析展示了该平台的功能及有效性。     

电动汽车接入电网的影响与利用

未来电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)的大规模接入,将给电力系统规划和运行带来不可忽视的影响。从电动汽车充电负荷建模与仿真计算、电动汽车接入对电力系统的影响、电动汽车的充放电控制与利用3大方面,讨论电动汽车接入电网的研究现状。指出电动汽车充电负荷分析应考虑的主要因素;总结电动汽车接入对电源发展、电网运行、充电设施与配电网规划方面的影响,并分析电动汽车有序充电及与电网互动(vehicle to grid,V2G)的研究现状和应用难点。最后,对今后的研究方向进行讨论。     

电动汽车充电模式对主动配电网的影响

主动配电网建设依托于大规模间歇式可再生能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的发展。随着电动汽车的推广普及,用户充电时间和空间上的随机性将增加电网运行的不确定影响因素。文章重点研究电动汽车充电模式对配电网负荷曲线波动特性的影响,通过研究电动汽车充电的功率需求和能量需求特性,依据电动汽车用户行驶习惯的概率分布特性,建立规模化电动汽车充电负荷模型,进而分析电动汽车在无序充电和有序充电模式对区域配电网日负荷曲线的影响。结合实际充电站运行数据仿真验证配电网中电动汽车有序充电的主动控制作用。     

电动汽车V2G接入电网对电网负荷的影响分析

随着电动汽车的大规模普及以及智能电网的应用,未来将会有大量电动汽车通过V2G （vehi-cle-to-grid）接入电网,电动汽车充电将会给电网负荷带来巨大的挑战。分析了电动汽车V2G接入电网的影响因素,建立了基于蒙特卡洛模拟的电动汽车充电负荷计算方法。通过分别建立随机充电和V2G充电2个模型,对比在不同的电动汽车渗透率下的电网充电负荷,得出V2G可控充电对于平衡电网高峰负荷以及利用低谷电力有着积极作用的结论。     

电动汽车接入对电网运行的影响及经济效益综述

电动汽车的普及已成为一种趋势.电动汽车规模的不断增长,对电力系统提出了新的挑战,也提供了新的机遇.在介绍电动汽车充电负荷特征的基础上,分析了其对配电网电能质量、配电网规划及经济运行等方面的影响,总结了电动汽车接入电网在参与系统调频调压、提供旋转备用、提高系统对间歇性能源接纳能力等方面潜在的经济效益,并探讨了电动汽车接入电网的负面影响和潜在效益的评估方法.最后,讨论了存在的问题和可能的研究展望.     

含大规模电动汽车的电力系统机组组合问题研究

大规模电动汽车(electric vehicles,EV)接入电网将会对电力系统的规划、运行及市场运营产生很大的影响.针对大规模EV接入电网后的机组组合问题进行了研究,提出了一种计及EV充电需求的电力系统机组组合模型,把满足EV充电需求纳入约束条件,以某一辆EV在某一个时段是否进行充电作为可优化控制变量,以10机系统24h内的机组组合为算例,在不同EV规模下,对比了3种不同充电控制策略,即无序充电策略、分时电价策略、智能充电策略对电力系统机组最优组合优化结果的影响.由计算可知对EV采取适当的充电控制策略可以降低电力系统发电成本.     

电动汽车充放电与风力/火力发电系统的协同优化运行

提出一种通过控制规模化电动汽车的充放电,使其能够与现有的风力/火力发电系统协同运行的优化调度策略。针对传统含电动汽车的电力系统优化模型没有考虑电动汽车用户成本,实用性不高的缺陷,建立了包含电网运行经济性、电动汽车用户成本、CO2排放、最小弃风量的多目标优化模型;提出了将改进的NSGA-II遗传算法和加权尺度法相结合的智能优化算法。应用该算法,求出多目标动态优化模型的帕累托前沿,获得了最符合实际的电力系统综合优化调度方案。对所提出的多目标优化调度方法进行了仿真计算,结果证明,采用所提优化策略可以获得最佳的火电、风电与电动汽车之间的出力方案。该方案符合实际,在合理的电动汽车用户成本范围内可有效地降低电网运行成本、风力发电弃风量和大气碳排放量,应用价值较高。