电动汽车充电站实时网络电能计量系统的研制

新型高准确度、高实时性、网络管理的电动汽车电能计量系统在电能充放电过程采取充电桩实时计量并记录信息、数据上传至后台服务器、经后台结算后下载数据至充电现场交易终端的模式,有利于相关部门对充电设备的监督管理和能源监测。充电桩以ARM微处理器为核心设计实现,充电桩与后台服务器进行数据交换采用短距离微功率无线结合长距离GPRS无线通信技术。系统提高了充电桩电能计量的准确性和可靠性,对建立电动汽车电能计量地方标准奠定了基础。     

计及电池使用寿命的电动汽车充电站储能容量配置方法

电动汽车充电站接入配电网不但增加电网的扩容压力,而且充电站较大的负荷峰谷差造成设备利用率低。通过配置储能电池可有效降低负荷峰谷差,提高设备利用率。但储能电池的容量决定投入的成本,需要寻找最合适的容量达到成本最低的目标。由于储能电池寿命影响电池更换时间,需要准确估算储能电池在频繁不规则充放电状态下的寿命周期。本文采用雨流计数法统计电池工作周期内的充放电深度,并根据等效循环寿命曲线建立电池寿命损耗模型。以充电站日成本最低为目标,综合考虑充电站配电网的投资成本、储能系统的投资成本、维护成本及整体的运行成本,利用粒子群优化算法求解最优容量,最后对比不同类型充电站在不同场景下配置储能的价值。     

电动汽车充电站充电电能计量问题浅析

文章介绍了电动汽车充电站的充电方式,分析了各种充电方式下电能表计量存在的问题,提出了相应的对策及想法.     

电动汽车充电站有序接入配电网谐波特性分析

针对电动汽车快速充电站接入配电网引起的谐波/间谐波含量偏高的问题,对其谐波/间谐波特性进行了分析。首先对含有电动汽车快速充电站的配电网进行建模,提出了基于粒子群优化算法的电动汽车有序接入配电网优化策略。该策略以降低电动汽车接入配电网谐波含量为目的,对电动汽车接入配电网数目进行智能控制。理论分析了单台及多台电动汽车接入配电网产生的谐波影响,以及多台电动车采用分布式接入与有序接入配电网产生的谐波影响。使用基于粒子群优化算法的电动汽车有序接入配电网的优化策略来控制电动汽车接入电网数目可以有效地降低谐波含量。通过仿真分析验证了其有效性。     

计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度

电动汽车充电站源-荷资源优化互补与多时间尺度协调配合,能够降低充电站运营成本,减小源-荷随机性对系统调度策略的影响。提出一种计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度模型。在日前阶段,以日运行成本最小为优化目标,采用条件风险价值(CVaR)度量不确定性风险。同时引入价格型和激励型需求响应优化充电站净负荷曲线,构建了计及运行风险约束的充电站多场景优化调度模型。在此基础上,以日前期望值调度策略为参考,提出基于模型预测控制(MPC)的电动汽车充电站日内滚动优化和反馈校正控制方法,从而降低净负荷预测精度不足对优化决策的影响。最后,以某实际电动汽车充电站为算例进行仿真分析,验证了所提模型的可行性,并分析了需求响应以及不确定性风险偏好对充电站运行的影响。     

计及时序特性的电动汽车快充充电站谐波分析

为了定性定量分析电动汽车大规模、高密度接入引起的电网谐波问题,提出了一种电动汽车快充充电站谐波分析模型。在综合考虑充电模式、电池特性、用户驾驶行为习惯的基础上,建立了快充充电站功率时序概率密度函数;然后,结合考虑充电机拓扑结构的谐波解析表达式,建立了计及时序特性的电动汽车充电站快充谐波分析模型;最后,以湖北某地区电动汽车充电站相关数据为依据,研究了电动汽车充电站各次谐波及总谐波畸变的时序变化规律。结果表明,电动汽车充电机拓扑结构及数量对充电站谐波特性影响显著,谐波总畸变率(total harmonic distortion rate,THD)呈现明显的时序特性。在规划接入阶段应有意识的选取合适的时段分析,并合理搭配电动汽车充电站内的充电机种类以降低谐波影响。     

北京市电动汽车用户响应度研究

为了减少汽油汽车尾气排放污染,减少我国石油对外依存度以保证国家能源安全,发展新型非汽油汽车尤其是电动汽车已经成为了我国的战略选择。目前,我国电动汽车市场的发展水平还比较低,电动汽车的用户响应度还不高,通过问卷调查,研究了北京市居民对电动汽车的响应特点,并就如何提高电动汽车的用户响应度给出了政策建议。     

计及用户参与度的含电动汽车虚拟 电厂优化调度研究

为了更好地消纳分布式能源、缓解电动汽车入网对电网造成的冲击,通过虚拟电厂将二者进行整合并对其进行调度。针对已有研究较少考虑电动汽车用户参与度这一因素的不足,构建了电动汽车群无序充电、有序充放电和计及用户参与度的有序充放电负荷模型。以虚拟电厂系统的经济最优、污染治理费最低为目标函数,在考虑相关安全约束的条件下,建立了含电动汽车的虚拟电厂调度模型。针对基本粒子群算法收敛慢、易陷入局部最优的不足,通过选取随机惯性权重、引入自然选择思想和远离最差位置3个手段对粒子群算法进行改进,使用基本测试函数对改进的算法进行测试,验证了改进方案的有效性。将该算法运用到调度模型的求解中,通过案例仿真,进一步验证了算法改进的有效性,并确定了电动汽车有序充放电参与度与虚拟电厂运行整体效益间的联系。     

计及用户贡献度的电动汽车主从博弈差异化充电套餐设计

随着电力市场体制改革的不断深化,为改善国内大部分城市尚未达到激励大规模电动汽车(EV)参与需求响应的现状,并充分调动EV用户参与碳市场、绿电市场的积极性,提出了一种基于EV用户画像的多市场融合充电套餐策略。在保障用户充电满意度的前提下,激励用户改变自身的充电行为,降低电网负荷峰谷差,实现EV聚合商的利润最大化。构建了主方以EV聚合商利润最大化为目标的套餐制定模型和从方以用户效用最大化为目标的套餐决策模型,采用Nash-Q算法求出纳什均衡解。通过实例表明差异化充电套餐策略有效提高了EV聚合商的营业利润、降低了用户充电成本。     

电动汽车充电站接入配电网的电能质量评估

随着电动汽车的普及,大规模的充电站接入配电网,评估电动汽车充电过程对配电网电能质量的影响程度是必要的,文章提出了一种对电动汽车充电站进行综合电能质量评估方法。依据充电站接入配电网的场景特征选取合适的电能质量指标建立评估模型,针对主观或客观赋权的单一性,采用层次分析法与熵权法结合,并采用基于最大熵原理的乘法合成法进行综合赋权,同时反映主观判断和指标数据的客观信息,将雷达图的评估方法应用到电能质量评估中,将评估对象图形化,直观地呈现不同时期的电能质量整体劣变程度及各项指标的劣变过程。该方法可以为电能质量的优化治理方案提供决策支持。通过仿真实例的分析,验证了方法的可行性。     

基于用户分类的电动汽车充电站需求预测

阐述了电动汽车充电站的需求问题,根据某区域内电动汽车用户的性质将其分为规律性较强的A类用户、规律性一般的B类用户以及随机性C类用户。在历史数据的基础上,运用多元线性回归法预测出区域内未来某时间的汽车保有量,然后根据国家相关部门的政策情况、调查情况以及Bass扩散模型预测各类用户所占比例和充电需求。根据各类用户的数量、对充电时间的要求并考虑日常维护备用容量、特殊事件等因素对区域内的常规充电站和快速充电站的需求量进行了合理预测。算例分析结果表明该方法具有较强实用性。     

考虑用户便捷性的电动汽车充电站规划

电动汽车充电站的主要功能是为用户提供方便快捷的充电服务,针对这个问题提出了一种计及用户充电便捷性的电动汽车充电站规划方法。该方法在考虑路网结构和充电站容量限制的基础上,对规划区进行了网格式的分区,分区内以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标,并利用遗传算法实现了充电站最优站址的选择。通过反复计算、调整分区的覆盖范围和充电站的站址,最终得到整个规划区电动汽车充电站合理的规划方案。实际算例表明本文所提出的方法和模型具有一定的可行性。     

基于用户特性的电能需求响应研究

随着电力市场改革的深入,新能源发电及其消纳问题变得日益严峻,弃风弃光现象与不环保的能源结构成为了电力市场发电侧常见的问题。为了使清洁能源能够得到充分消纳,从具有分布式能源的用户群出发,在考虑两用户群的电能需求响应(demand response, DR)的基础上,利用用户群用电行为的差异性,在用户群有电能剩余时帮助消纳光伏发电量;而用户群电能短缺时,共享光伏电能,使用户群双方双方获益。同时引入新能源发电环境补贴,以保证用户的经济利益。最后通过实际算例,展现本文所提机制在用户群用电结构和用电费用方面等方面的作用,验证了其在经济效益和环境效益方面的优越性。     

基于用户响应画像的居民小区电动汽车充放电优化策略研究

针对电动汽车大规模接入电网系统带来供电可靠性及多方经济性问题,提出一种针对居民小区的电动汽车充放电优化策略。首先,考虑“深度+潜力”因素,采用CRITIC-MABAC法对用户进行分级评估,识别得到按调度参与深度和响应潜力划分的用户群体画像特征;然后,根据画像特征制定分群体的差异化充电目标与调度模式,建立电动汽车充放电优化调度模型;最后,以负荷波动及充电成本加权组合的适应度最小为优化目标,使用精英遗传算法完成调度求解。实证分析证明所研究策略可实现平抑负荷与降低充电成本的综合优化目标。     

基于用户分类的电动汽车充电站需求预测

阐述了电动汽车充电站的需求问题,根据某区域内电动汽车用户的性质将其进行用户分类,分为规律性较强的A类用户、规律性一般的B类用户以及随机性C类用户。     

UPQC在电动汽车充电站电能质量治理中的应用

电动汽车充电会带来诸如电压波动、谐波增多、三相不平衡加剧等一系列电能质量问题。提出了统一电能质量调节器（UPQC）应用方案,在UPQC建模分析基础上,基于两相静止坐标系推导设计了电压控制单元双PI闭环控制器和电流控制单元带状态反馈单闭环PI控制器,并推导出 PI参数整定依据;为给样机设计提供理论参考,基于数学模型,推导出UPQC各模块参数设计依据,并设计与研制了1台20 kW容量的UPQC样机进行了实验研究。实测波形表明：UPQC的应用可改善电动汽车充电设备的电能质量。     

基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。     

基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略

分布式电源、储能和柔性负荷的集成赋予了需求侧灵活调控能力,使其能够以产消者身份进行电能共享,从而促进电力资源的优化配置。为此,针对电能共享市场的交易机制进行研究,文章提出了基于价值认同的需求侧电能共享分布式交易策略,旨在降低电力市场的交易成本并提高市场效率。首先,基于剩余理论设计了边际价格驱动下的电能共享模式,同时基于最优反应函数建立了市场博弈模型,揭示了市场无序竞争导致的无谓损失。对此,提出了价值认同机制以提高电能共享市场的运营效率,并设计了基于一致性算法的分布式交易策略以实现产消者间的去中心化交易,从而保护用户的隐私安全。最后,通过数值仿真验证了所提交易策略能够实现电能共享市场的帕累托改进并促进电力资源的优化配置。     

计及用户行为的电动汽车负荷预测

分析我国电动汽车行业发展现状,介绍考虑用户行为的电动汽车负荷预测方法,通过蒙特卡洛模拟,预测到某地区不同充电站场电动汽车充电负荷的日负荷曲线,对电网负荷预测有一定参考作用。     

计及用户响应电价关联与多主体共赢的电动汽车充放电定价优化

针对电动汽车用户响应电价时存在的不确定行为,导致配电网负荷波动及运营商成本增加的问题,提出了一种计及用户响应电价关联与多主体共赢的电动汽车充放电定价优化方法。首先,根据用户对充放电电价的响应方式,分析了不同用户充放电转移与电价变化的关联关系;然后,定义了单位投入成本函数,以电网负荷峰谷差最小、运营商节省成本最大及用户用电满意度最大为优化目标,以电动汽车行驶里程、电池电量、充放电时间和车网互动放电电价为约束条件,构建了协调多主体利益的充放电定价多目标优化模型;最后,在人工鱼群算法的基础上,结合免疫算法和Pareto最优解集,提出了基于收缩空间的改进免疫鱼群算法对多目标优化模型进行求解。算例分析结果表明,所提定价优化方法在降低系统负荷峰谷差和运营商成本的同时,增强了对用户分时段有序接入电网的调控能力,验证了所提方法的有效性和优越性。