电动汽车充电行为分析及其有序充电控制策略研究

电动汽车作为一种特殊的负荷,具有随机性、间歇性、时空的波动性等特点。当大量的电动汽车负荷接入配电网进行无序充电时,将会使电网负荷增长、峰谷差加大、损耗增加、电压下降,影响配电网安全稳定经济的运行及电网的优化调度。因此,为了电网安全稳定经济的运行,本文采用蒙特卡洛模拟法对电动汽车进行了充电负荷建模,在满足用户充电需求的基础上,提出了一种基于峰谷电价引导的电动汽车有序充电控制策略,进而通过Matlab仿真来分析电动汽车无序充电及有序充电控制策略实施时对电网的影响,并验证了所提策略的有效性,避免了电动汽车集中充电,降低了电动汽车负荷峰谷比和电力系统运行成本。     

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。     

基于充电功率等级的电动汽车充电方式优化配置研究

针对电动汽车无序充电对电网的影响,文章提出了一种基于充电功率等级的电动汽车充电方式优化配置方 案,分析了电动汽车充电行为,阐述了电动汽车无序充电对电网的影响.该方案以电动汽车总设备投资成本最低和充 电负荷的峰谷差最小为目标,得到了既能满足用户需求,也能减少设备投资,降低电动汽车无序充电负荷峰谷差的不 同充电功率等级的比例。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后,以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷,进而确定光储充电站储能容量最优解。最后,利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明,未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰,有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%,考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%,实现了削峰填谷,增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。     

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。     

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。     

电动汽车对电网影响的评价指标与评估方法

电动汽车对电网的影响可通过电网运行指标的变化得到体现,在对其进行研究过程中需要根据评估指标建立相应的计算模型及评估方法。基于现有电网运行评价指标,提出了电动汽车对电网影响的指标体系。针对电动汽车充电的随机特性,提出了电动汽车整体充电负荷需求及电动汽车对配电网影响的评估方法。最后,针对电动汽车对电网的影响进行了仿真计算,计算结果表明,电动汽车充电负荷对各指标的影响程度是不确定的,除电动汽车负荷的随机特性外,与原有负荷在时间和空间上的关联程度也是重要的影响因素。     

电动汽车对电网影响的评价指标与评估方法

电动汽车对电网的影响可通过电网运行指标的变化得到体现,在对其进行研究过程中需要根据评估指标建立相应的计算模型及评估方法.基于现有电网运行评价指标,提出了电动汽车对电网影响的指标体系.针对电动汽车充电的随机特性,提出了电动汽车整体充电负荷需求及电动汽车对配电网影响的评估方法.最后,针对电动汽车对电网的影响进行了仿真计算,计算结果表明,电动汽车充电负荷对各指标的影响程度是不确定的,除电动汽车负荷的随机特性外,与原有负荷在时间和空间上的关联程度也是重要的影响因素.     

电动汽车有序充电方法研究

未来规模化的电动汽车充电将会给电网的运行带来影响,无序的充电会给电网带来负面冲击。充电负荷具有时空双尺度的可调节性,利用此特性可在时间和空间上进行双尺度的负荷调度,使电动汽车充电负荷对电网运行产生积极的作用。基于此特性和实测的充电负荷数据,提出了一种基于负荷预测的有序充电方法,建立优化方程并求解,得到每个充电负荷的最优充电开始时间,通过改变充电开始时间调节总的负荷功率曲线。该方法能够在满足用户需求的基础上,尽可能利用低谷电为电动汽车充电,平抑负荷波动,减小负荷峰谷差,避免充电过程产生新的负荷高峰。仿真实验证明了该控制方法的有效性,并可从中看出受充电过程功率特性的限制和人类行为的影响,单纯依靠电动汽车充电进行负荷调节无法达到理想的效果。     

考虑参与电网辅助服务的电动汽车有序充电研究

分析电动汽车充电对电网产生的影响,主要研究对电网负荷平衡的影响。对电动汽车充电负荷建模,分析其用户出行等的时间概率分布,通过蒙特卡罗模拟法对电动汽车充电负荷需求进行计算,研究3 000辆电动汽车全天的充电需求时间分布。建立含光伏发电系统的区域供电系统优化模型,同时以动态电价为激励引导电动汽车进行有序充电,以参与电网辅助服务。以联络线交换功率波动乘积最小和充电成本最低为目标,并以其加权后的函数作为目标函数,结合4个约束条件,通过遗传算法求解模型,得到符合目标函数的最优充电方案。最终通过算例验证该模型能够实现平移负荷、削峰填谷的作用。     

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。     

使用卡尔曼滤波修正蒙特卡洛算法的电动汽车充电负荷预测研究

电动汽车将在未来迎来大规模的推广和应用,并对电网运行产生深远影响。而电动汽车充电负荷预测将是分析电动汽车对电网运行产生影响的基础。传统的电动汽车负荷预测方法仅仅通过对电动汽车运行行为特征进行分析,预测结果也仅仅是一种预期,即便考虑了多种典型场景,也难以准确描述随机性较大的电动汽车充电情况及充电功率大小。通过对电动汽车充电设施设置充电功率采样观测点,使用测量值对蒙特卡洛预测结果进行卡尔曼滤波修正,计算出较为符合系统状态的预测结果,并使用某行政区进行了算例演示,所提计算方法为研究电动汽车充电负荷精确预测和有序充电提供了新的方法探究和思路。     

基于电动汽车时空特性的充电负荷预测

电动汽车充电负荷预测是进行充电设施、电网规划建设以及运行调度控制的基础。电动汽车充电负荷的时空分布具有很强的随机性,在对预测区域空间进行划分的基础上,考虑电动汽车的动态转移特性,对不同功能用地的泊车规律进行分析,预测不同类型电动汽车的空间分布,进而对不同电动汽车充电时间特性的影响因素进行分析,并建立了预测模型。利用蒙特卡洛仿真方法对某市一区域在不同情景下的充电负荷进行计算。结果表明,不同功能区的充电负荷分布特性差异明显,并且采用快速充电方式的比例越高,峰谷差越大,因此可根据预测结果对电动汽车充电时间、充电地点和充电方式进行合理引导,使在满足充电需求的同时,减少充电负荷对电网的影响。     

电动汽车充换电站换电池的有序充电优化

大规模的电动汽车充电负荷具有大功率、波动性和不确定性的特点,将给电网带来峰值增高、电压波动等不利影响。为了降低电动汽车充电负荷对电网的不利影响,建立了电动汽车充换电站换电池的充电优化模型。通过对换电池在充电过程中充电时间、充电功率和电池电量的实测数据进行拟合,得到了电动汽车换电池的充电特性。以此为基础,建立了电动汽车充换电站的换电池有序充电模型,该模型在满足充电机数量、电动汽车对换电池的需求、充换电站容量和变电站容量约束的前提下,最小化所属变电站负荷曲线的离差平方和,并应用遗传算法实现了有序充电模型的快速求解。以山东省某电动汽车充换电站为算例,证明了该模型的快速性、正确性和有效性。     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

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。     

电力市场化改革下的有序用电优化管理

提出鲸鱼算法用于优化电动汽车有序充电,该方法在充分考虑用户充电需求的前提下,同时考虑电网负荷水平,以削减充电负荷尖峰为目标,求解接入充电桩电动汽车的最优充电开始时间,以实现大规模电动汽车有序充电。采用模拟用户充电需求的方法,验证了该算法的有效性,对电动汽车在有序充电和无序充电两种情形下的负荷进行对比,结果表明：与无序充电相比,优化后的有序充电方式可以实现充电负荷削峰填谷的优化目标。     

住宅区式电动汽车充电站负荷集聚特性及其建模

电动汽车的大规模发展将会对配电网带来较大影响,开展电动汽车充电的负荷特性研究是保证电网安全运行的前提,是引导电动汽车进行有序充电的基础。在简化锂电池恒流–恒压2阶段充电模型的基础上,得到单个电动汽车的充电模型,以此为基本元素,从充电汽车电池的初始荷电状态(initial state-of-charge,SOC0)和车辆到达充电站时间的随机分布为出发点,提出2阶段泊松分布的电动汽车充电站集聚模型进行充电站集聚特性的模拟,并提出基于充电站的日充电负荷曲线的电动汽车充电站负荷集聚模型的建模方法,最后通过仿真算例验证了其有效性。     

电动汽车峰谷分时电价时段充电优化模型

利用峰谷分时电价引导电动汽车用户进行有序充电,在减小大规模电动汽车接入电网对其造成的影响的同时,还能减小电网峰谷差。在得到电动汽车充电负荷的基础上,通过实际案例验证了电价时段和响应度对充电负荷曲线的影响;进而构建以电网负荷峰谷差最小所对应的峰谷电价时段为目标的优化模型,利用粒子群算法进行优化求解;通过算例分析验证了该模型的有效性。     

面向居民区电动汽车充电负荷预测与容量配置研究

居民区负荷的特性及其发展趋势预测有助于科学地建设电动汽车充电设施,同时确保居民区供电设施安全可靠运行。本文在电动汽车充电特性研究的基础上,构建了接入电网的电动汽车充电负荷需求数学模型,并深入了分析充电设施的接入对居民区负荷特性的影响,然后给出一种充电设施负荷预测与容量配置方法。最后选取两种典型台区,仿真分析了电动汽车接入前后的台区负载情况,验证了所提方法的有效性。