基于云平台的电动汽车智能充电系统设计与应用

随着电动汽车的逐步推进,为了满足电动汽车用户参与用电管理,实时了解充电桩的位置与状态信息、电价信息等需求,建立电动汽车智能充电系统的必要性日益突出。提出了基于云平台的电动汽车智能充电服务系统架构设计方案,并对系统的3个主要组成部分云平台、智能充电装置与App客户端的结构与功能进行了详细分析。本系统将人机交互操作界面由传统的充电装置屏幕显示变为客户手持终端显示,能实时查询充电装置位置与状态,并实现充电装置的定位导航、充电预约及锁定等功能。可使用户参与用电管理,实现有序充电、合理用电,为未来电动汽车大规模应用提供了一种智能化的解决方案。     

电动汽车充电桩优化选址模型设计

针对规模化电动汽车充电需求,通过分析电动汽车充电桩布局的影响因素及市场需求,以电动汽车到达时间、充电等待时间及充电桩建设成本最小为目标,设计电动汽车充电桩优化选址模型,提高电动汽车充电效率.通过算例分析,得出各电动汽车充电需求点到各充电桩规划候选点的时间及候选点建设成本,给出充电桩最优选址结果.该优化选址模型可为充电桩的合理规划提供参考。     

充电桩收费及监控云平台的设计

正充电桩收费及监控云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控,同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过电压、欠电压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警;用户通过手机APP或微信小程序扫描二维码,进行支付后,系统发起充电请求,控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。该系统配合物联网技术,并切合当前互联网+和资源共享的模式,实现了各个停车场、小     

考虑发展不均衡的电动汽车充电负荷预测

针对小范围内电动汽车样本数量较少的特点,首先提出了基于电动汽车发展不均衡的电动汽车充电需求计算方法,对比了三种不同的拟合方法,并指出了不同情况下不同拟合如何选取;而后,提出了利用电动汽车剩余电量SOC确定电动汽车是否充电的方法,从剩余电量的角度给出了判断电动汽车是否充电的依据;最后,考虑到充电策略执行的可行性与实时性,提出了一种充电桩与用户交互的自由有序充电方式选择策略。针对特定区域内电动汽车充电需求,文章给出了需充电电动汽车数量,并依据SOC判别每辆EV是否充电,进而确定自由有序充电策略下的负荷曲线并与无序充电结果进行对比。仿真结果表明,采用该充电策略可以有效减小充电负荷峰谷差,转移充电负荷峰值,减少电动汽车充电桩需求数量,提高充电桩的使用率。     

面向互联网的电动汽车智能充电系统设计与应用

近年来已经有很多关于电动汽车充电相关的研究与应用,但是缺乏智能的电动汽车充电与服务管理系统。为此,提出了面向互联网的电动汽车智能充电服务系统,对系统的3个主要组成部分云服务器、智能充电桩与App客户端的结构与功能进行了详细分析与设计。本系统通过客户手持终端即能实时查询充电装置的位置与状态信息,并实现充电装置的定位导航、充电预约及锁定等功能。可使用户实时参与用电管理,实现有序充电、合理用电,为电动汽车大规模推广提供有效途径。     

基于局部电压幅值与云边协同的分散式充电桩充电协调方法

针对配电系统中大量充电桩集中充电带来的谐波、负荷峰谷差和网络损耗增加等问题，文章提出了一种基于局部电压幅值与云边协同的分散式充电桩充电协调方法。在“云边端”电力物联网架构下，首先使用每个端设备（即充电桩）的电压幅值历史信息，分析各充电桩最大消耗功率等信息；然后通过电力物联网中边缘节点（配变终端）的边缘计算能力，收集充电桩数据并结合用户偏好、能源成本和电动汽车的历史路线等信息，分析过去充电桩的充电负荷数据曲线；最后，在Hadoop云平台采用深度信念网络（deep belief network，DBN）算法训练和预测未来负荷数据，建立目标优化模型。此外，基于蒙特卡洛模拟分析所提出的方法在不同的场景下的性能，以及与集中式充电协调方法进行比较。实验结果表明，所提方法实现了大量分散式充电桩的协同有序充电，减少负荷波动，降低充电负荷对电网的影响。     

基于磁调制器原理的大功率直流充电计量装置现场检测装置的设计

为实现直流充电桩电能表的现场快速检测,本文设计了一套基于磁调制器原理的大功率直流充电计量功能的现场检测装置。在分析了磁调制器的物理原理的基础上,介绍了电流的测量方法和电路原理,并介绍了电压、MCU主控模块、脉冲模块及通信模块的测量、设计原理,从而给出了完整的直流充电桩电能表现场检测装置的设计方案。最后通过实验室检测的方法验证了该装置的准确度,为直流充电桩的现场快速检测提供了新的设计思路。     

基于区块链的电动汽车有序充电应用方案

2018年国内新能源汽车保有量达到180万辆,电动汽车产业步入加速发展的“快车道”,但是居民区等人口密集地区仍存在充电设施安装难、充电难等问题。因此,有必要探索推广有序充电服务,结合新建小区配套供电设施与老旧小区改造增容情况,提高资源整体利用效率。通过利用先进、可靠并去中心化的区块链技术理念,研究基于区块链特征匹配与充电桩共享经济下的共享经济运营模式及业务,形成一整套有序充电智能调度平台和互动软硬件,引导电动汽车低谷充电、错峰充电、排队充电,提升电网设备和客户电力设备利用率,满足不断增长的规模化、多样化充电需求,促进清洁能源消纳。     

电动汽车充电桩综合评价方法研究

随着规模化电动汽车充电负荷接入电网,电动汽车充电桩得到了广泛的应用,在建设充电站时,选择充电桩应考虑多个不同量纲的性能指标。提出将投影寻踪等级评价模型用于充电桩的综合评价,为充电桩的选择提供参考依据。根据电动汽车充电桩的性能指标确定评价指标,利用投影寻踪理论将多个评价指标投影为综合评价指标,采用量子粒子群优化算法(Quantum-behaved Particle Swarm Optimization,QPSO)找到最佳投影方向,根据最佳投影值及其对应的评价等级函数关系得到电动汽车充电桩的综合评价模型。实例计算证明该评估模型结构稳健性高,评估结果客观。     

基于双目标分层优化和TOPSIS排序的电动汽车有序充电策略

针对当前有序充电策略控制目标相对单一无法满足用户多方面需求的现状,提出了基于双目标分层优化的有序充电控制策略。首先,建立了主站与能源控制器分层协同控制的整体架构。其次,将控制用户充电成本作为第一层优化目标,将减小电网负荷波动作为第二层优化目标,完成双目标分层优化算法模型的设计。最后,设计了台区负荷越限时刻电动汽车充电功率动态调整的实时控制策略。从用户充电行为特征出发,采用TOPSIS排序方法确定用户的充电需求优先级,为有序充电策略的充电计划调度提供依据。电动汽车有序充电策略已投入运行于郑州等地小区,设计成果既节约用户充电成本,又实现电力负荷削峰填谷的目标,验证有序充电策略的实用性和有效性。     

综合能源充电站有序充电策略的研究与设计

随电动汽车的发展,充电用户越来也多,同时也出现了一系列问题,尤其是无序充电带来的充电成本高、充电排队时间长和电网负荷安全影响等问题,制约着电动汽车和充电设施的发展,为解决此类问题,文章研究和设计有序充电策略。通过研究电动汽车充电过程数据,分析充电电压、电流、soc和充电时间的关系曲线,在不同的电价时段和车多桩少情形下制定了合理的中止充电soc值;为了提高充电站运营效益,针对充电站服务车辆对象的不同,设计了不同充电桩限功率有序充电策略。充电站有序充电策略的实现能够提高运行收益、减低成本,让用户充电时间更合理,提高了充电体验性,使充电站与电网互动,对电网削峰填谷,减小负荷波动率,提高了电网的安全性。     

面向光储充一体化社区的有序充电策略研究

针对当前有序充电策略优化目标单一且未考虑新能源出力的现状,提出了面向光储充一体化社区的有序充电策略。首先,将降低社区负荷峰谷差作为电网层优化目标,将减少用户充电费用作为用户层优化目标,完成双层多目标有序充电模型的设计。其次,设计基于云边协同的调度架构,将电网层优化模型部署在云端侧,用户层优化模型部署在边缘侧。该架构能有效利用边缘侧的计算资源,缓解云端侧面对电动汽车大规模接入时的计算压力。最后,以5种充电场景为例进行算例分析。实验表明,与无序充电相比,所提策略能够使社区负荷峰谷差减少40.47%,充电均价减少52.63%。与单层有序充电策略相比,该策略综合效果优势明显,在保障配电网安全稳定运行的同时,兼顾电动汽车用户的经济利益。     

可移动式电动汽车充电桩的设计

电动汽车快速发展对充电桩提出了更高的要求。为更好地满足电动汽车充电需求,研究一类可移动式电动汽车充电桩具有重要的意义。通过分析移动式充电桩的环境要求和技术需求,设计了可移动充电桩的硬件结构和软件系统。移动充电桩结构采用了CATIA进行建模,通过有限元软件ANSYS Workbench进行仿真分析验证强度和可行性。充电桩控制系统与车辆BMS及充电模块采用CANBUS总线通信,并由ADUM1412构成CAN隔离电路避免干扰。采用北斗GPS模块ATK-1218-BD构成无线定位系统,系统设计了充电急停安全模块和充电枪的检测模块。研究结果表明,硬件结构最大变形值为3.07 mm,最大应力为134.41 MPa,充电桩重心点的垂线在结构底面范围内,结构符合强度和稳定性要求。控制系统功能完备,安全急停模块和充电枪安全模块保障了充电桩使用的安全,有一定的工程实践参考价值。     

考虑多充电模式的充电桩优化控制策略

出于对用户不同充电需求的考虑,市场上出现了具有多种充电模式的充电桩,增加了电动汽车充电控制的复杂性。针对区域内数量确定的充电桩,文中研究了针对具有多种充电模式的充电桩的控制策略。首先,根据充电桩和电动汽车的匹配结果,建立了充电桩的负荷状态向量;其次,根据系统是否需要考虑调峰需求响应,提出了不同的控制目标和控制策略;最后,以某实际工业园区为例,计及园区光伏出力、电池储能及分时电价等条件,进行仿真控制,对比分析了其在不受控、不考虑需求响应控制以及考虑需求响应控制3种情况下的结果,验证了文中控制策略的有效性。     

一种新型电动汽车充电桩技术方案探讨

在“互联网+”的背景下提出新型电动汽车充电桩的技术方案。方案从充电桩架构的角度入手,分析充电桩的现状与存在的问题。定义充电桩的功能需求,设计新型电动汽车充电桩架构,同时也规划了新型架构下需要支持的标准体系。通过架构设计、功能定义、标准体系、业务流程及应用案例的对比分析完成充电桩的技术方案探讨。结果表明,该技术方案在兼顾扩展和安全的前提下,利于充电桩产品的标准化,可以有效提高电动汽车充电桩充电服务能力,降低充电桩运营成本。     

充电桩群控操作管理单元的设计与实现

利用两个充电桩同时对一辆电动汽车充电的技术,设计了充电桩群控操作管理单元对多个充电桩控制管理,既可对小功率的车单充,又可对大功率的车双充。结合"互联网+"技术提出了手机APP、在线卡和离线卡三种支付方式兼容的充电方法。在软件实现上采用模块化设计,规范充电流程,数据流通过消息总线机制在各模块间传输。在双充操作上,充电桩群中任意两个充电桩都可以组合,组合后在其中任一充电桩上可以启动和终止充电,将充电中双桩设置主桩和辅桩进行管理。通过厦门多个公交站的运营情况表明,该充电桩群控操作管理单元使用是稳定可靠的。与传统的充电装置相比,使用充电桩群控操作管理单元使充电功率选择更多元化,充电站设计成本更低。     

基于充电桩选择策略的双馈线负荷优化和削峰潜力分析

为了改善充电站通过多台变压器接入双馈线场景下配电网运行的经济性和安全性,提出了电动汽车对充电站内接入不同馈线下充电桩的选择策略,以改善馈线负荷均衡度并实现负荷削峰.阐述了充电站接入双馈线的方式和充电桩优化选择的原理,并提出了充电桩选择策略的适用场景和实施条件;从改善馈线负荷均衡度的角度出发,建立了充电桩选择策略的优化目...     

直流充电桩远程检测系统的计量特性研究

随着电动汽车行业的兴起,充电桩的业务需求随之迅速发展,充电桩作为一种电能计量装置,其准确性直接影响了用户和供电公司的经济利益。为此,本文基于直流充电桩的工作原理展开分析,探究了充电桩的计量误差来源及量化分析方法,建立了直流充电桩远程检测系统;以实现直流充电桩远程检测为目标,对远程检测系统的总体架构、软硬件结构以及通讯手段进行设计,规划了系统测试模块的主要功能。最后,应用该系统对某直流充电桩的计量功能进行鉴定,结果表明本文所提策略在实现直流充电桩的性能检测,推动电动汽车的发展上具有重要的指导作用。     

基于NB-IoT的充电桩数据监控及合理分配*

针对充电桩分配不合理而导致的充电桩资源浪费,过剩等情况。从实际情况出发设计了基于NB-IoT的充电桩远程数据监控,通过窄带物联网(NB-IoT)手段,把多个地区的所有充电桩进行统一的监控,进而去了解每个地区中每一个充电桩的使用情况。在进行一段时间的监控之后,对所有数据进行综合比对之后,便可以得到每个地区充电桩的使用频率以及电能使用量。结合实际情况进而对每个地区的充电桩进行合理的分配。以STM32103VE芯片为控制核心,同时辅以RC522智能卡信息采集模块和IM1281电能采集模块,在NB-IoT的通信手段的支持下,完成对每个地区充电桩的远程数据监控。测试结果显示,基于NB-IoT的充电桩远程数据监控能够很好的监测到每个地区中充电桩的电能使用情况,这对于合理分配充电桩有着非常重要的意义。