考虑充电功率的电动汽车快充站充电设施优化配置

为实现电动汽车快充站内的经济建设,同时分析充电功率在充电站规划中的影响,提出了一种电动汽车快充站充电设施优化配置方法。以电动出租车为例,分析其出行特征,并基于排队论分析各个时段内站内排队系统的运行指标,建立分时段的用户等候时间成本计算模型。以充电站投资成本和用户等候时间成本之和最小化为目标函数,建立考虑装置利用率、排队时间、配电容量和占地面积的充电设施配置优化模型,在模型中同时对充电设施的充电功率和数量进行优化,实现快充站内社会成本的最小化。通过算例验证所提方法的可行性以及优化充电功率的经济性。     

面向电动汽车快充站服务效率的自适应动态激励机制

快充站是电动汽车(EV)大规模普及情况下的重要建设方向,站内充电设施的利用情况直接决定了充电桩的运营收益.EV充电后期的功率衰减将引起站内慢功率运行的集群效应,影响快充站的整体盈利效率.基于此,根据站内不同的充电设施裕度情况,提出了EV差异化服务费激励机制,引导用户改变自身的充电需求,在保证用户满意度的情况下,提高快充...     

电动汽车储能式直流快速充电站系统集成设计研究

随着电动汽车的不断推广,充分解决未来电动汽车长距离行驶过程中的电能补给需求,研究电动汽车快速充电站系统将会推动新能源行业的发展。研究经济合理的基于直流母线的电动汽车储能式直流快充站系统集成总体集装箱方案,提出基于直流母线的直流快充站能量管理控制策略,研制基于直流母线的模块化直流快充站直流充电设备和监控管理系统,建立接入梯次电池储能系统的直流快充站示范工程,为未来电动汽车充电设施技术发展及实践验证提供一定的参考价值。     

电动汽车充换储一体站的建模

电动汽车充换储一体站是集充电站、换电站和梯级储能电站于一体的电动汽车（electric vehicle ，EV）集中型综合供储能电站，可以发挥充电站和换电站的可调度潜力，并能够减小功率波动。提出了一种新型电动汽车充换储一体站模型，该模型综合考虑了电动汽车快充站、换电站和梯级储能电站。首先，基于快充用户的行驶行为特点，建立了电动汽车快充站模型；其次，根据城市道路速度流量实用模型，建立了电动汽车换电站模型；最后，结合梯级储能模型，构建了集成的电动汽车充换储一体站模型。以某地区公交线路实际道路情况为仿真算例，验证了提出的一体站模型能够满足电动汽车充电负荷的需求，且具有降低运维成本和抑制功率波动的优势。     

基于双层规划的电动公交快充站经济性充电策略研究

伴随着电动公交的推广,运营商在其充电服务管理中扮演着越来越重要的角色。如何制定合理的充电服务费,实现运营商和公交公司双赢,成为重要的研究课题。基于以上原因,文中以电动公交快充站充电调度为研究背景,利用双层规划的理念,建立了电动公交快充站服务费定价模型及充电策略分析模型。该模型的上层为充电服务费定价的运营商效益模型,下层是充电负荷优化的公交公司成本模型;利用鸡群优化算法对上下层模型进行迭代,计算出最佳日充电策略及最优服务费定价策略;利用提出的双层规划模型对实际电动公交快充站运营数据和典型负荷进行仿真计算,结果表明:实行分时服务费可以对电动公交的充电行为进行有效引导,有利于平抑充电负荷波动,实现运营商与公交公司双方利益最大化。     

新能源汽车一体充能站框架及能量优化调度方法

新能源汽车的发展能够有效地改善环境污染,为了提供更安全、高效的充能服务,提出了一种多目标能量优化调度方法。文中首先定义了新能源汽车一体充能站的概念,建立风、光、氢、储、新能源汽车一体充能站模型,并进行结构分析以及运行策略分析。然后,针对含有风力发电系统、光伏发电系统、电动汽车快充装置、制氢、储氢、充氢装置的新能源汽车充能站建立优化调度模型,兼顾电动汽车充电需求与氢燃料汽车的充氢需求,以综合运行成本与蓄电池组循环电量为目标函数,采用NSGA-Ⅱ算法对多目标优化问题进行求解,并给出充能站各组件的优化调度方案。最后,对优化结果进行分析并与常规调度方案进行对比可以看出优化调度方案具有明显优势。     

基于OD矩阵的电动出租车充电负荷时空特性预测分析

电动出租车规模化发展带来的充电负荷是城市电网中的新型负荷。电动出租车充电负荷与其商业运营特点紧密相关。融合出租交通的OD矩阵信息和出租商业运营时间窗,分析乘客出行需求特征以及出租车行驶状态转换特征,采用蒙特卡洛法,建立出租交通充电需求模拟仿真流程。计及出租车载客和寻客状态行驶速度,以及出行路线和快、慢充电能补给方式决策上的差异性,量化仿真出租车运营随机性、分散性对充电需求时空分布的影响。以某城市电动出租车未来规模化推广为算例,预测电动出租充电需求时空分布,为该地区电动出租车充电网络及配电网规划提供支撑。     

光储充一体化快充站日前运行策略

针对电动汽车光储充一体化快充站的优化运行提出一种日前运行策略.考虑光伏出力与快充负荷的不确定性,应用基于场景的随机优化方法,以期望运行成本最低为目标,在满足储能系统循环寿命损耗限制的条件下,制定下一日的交换功率参考值.快充负荷场景利用序贯蒙特卡洛模拟方法基于非齐次泊松过程假设生成.利用分段线性化的储能循环寿命损耗计算模型,对与放电深度相关的储能寿命损耗进行精细化建模.通过算例验证了文中策略在应用储能系统响应电价信号进行削峰填谷方面的有效性.     

交直流配电网中电动汽车充换储一体站规划

首先,以马尔可夫和速度-流量模型对快充车辆和电动公交进行时空负荷预测,结合快充站、换电站和梯级储能站的充放电功率构建充换储一体站(CSSIS)模型.然后,建立含CSSIS的交直流潮流模型,构建计及电动汽车到站行驶时间、排队等待时间和交直流配电网电压偏差的多目标选址模型,采用动态权重结合二进制遗传算法进行求解.其次,采用Voronoi图划分CSSIS服务范围,以综合投资成本最小为目标建立优化模型来确定最终站址,通过排队论优化充电机数量,以系统节点电压和CSSIS功率平衡为约束来确定站内设备容量.最后,通过算例验证了所提模型和方法的有效性.     

基于Voronoi图的多站融合变电站选址定容优化

多站融合变电站是支撑泛在电力物联网建设的基础保障,其发展也给传统变电站规划带来新的挑战。考虑多站融合变电站高效连接储能、数据中心负荷、电动汽车充电负荷、新能源微电网等多元主体的服务特性,提出一种多站融合变电站选址定容优化规划方法。考虑变电站服务主体的个性化需求,结合Voronoi图理论,以多维度负荷距成本最小为优化目标,建立优化模型及其求解方法流程。结合某地区电网规划实例,仿真分析多站融合变电站选址定容优化规划方案,并与传统规划方案进行成本比对,验证了模型的有效性。结果表明:所提的多站融合变电站选址定容优化模型有利于促进配网中站、源、荷、储、充多资源的紧密协同。     

电动出租车充电桩优化配置

电池和充电技术的发展促进了电动汽车的规模化应用,纯电动出租车成为示范运营阶段的主力,充电桩作为基础设施最关键的部分,配置数量会直接影响充电站的运行和建设成本。基于深圳电动出租车的实际运营数据,对电动出租车的行为特性进行分析,划分了两个不同的时段,利用排队论原理分别建立了两种电动出租车充电站服务系统的数学模型。以整个电动出租车充电站服务系统的总费用最低为目标函数,建立了电动出租车充电桩的优化配置模型。深圳市南山地税充电站的实际算例仿真结果验证了模型的有效性,给出的充电桩的最优配置数量比当前更优,通过充电桩的优化配置,在尽量不影响电动出租车充电的情况下,可降低充电站服务系统的成本,从而实现双赢。     

基于模型预测控制含充换储一体站的配电网优化运行

提出一种综合考虑电动汽车充换储一体站与主动配电网的优化调度模型。基于快充用户行驶行为特点、城市道路速度-流量实用模型分别建立快充站和换电站模型,并结合梯级储能集成为一体站模型。在含有风机、光伏、微型燃气轮机和一体站接入的主动配电网中建立优化调度模型,并将模型转化为混合整数二阶锥模型求解。使用基于模型预测控制的多时间尺度优化调度策略实现对配电网日前调度、日内滚动调度和实时反馈校正,减少了分布式电源和负荷的预测误差对配电网运行的影响。以某市公交线路实际道路情况为例,验证了所提出的优化调度策略具有能够满足电动汽车充电负荷需求、抑制功率波动并降低配电网运行维护费用的优势。     

计及光储快充一体站的配电网随机-鲁棒混合优化调度

针对区域配电网内新建快充电站所带来的充电负荷增长可能引起的线路阻塞、电压越限和网损增加等问题,提出一种计及光储快充一体站的配电网日前优化调度方法,通过储能的有功和无功优化决策,改善充电负荷大规模接入带来的运行问题。首先,基于历史车辆出行数据和电动汽车用户出行行为模拟,获取区域内各快充电站充电负荷的随机概率场景;其次,综合考虑快充负荷、光伏及配电网原有负荷的不确定性,基于二阶锥松弛和对偶理论,建立配电网随机-鲁棒混合优化调度模型;最后,以13节点路网和改进的IEEE-33节点配电网耦合系统为例进行仿真分析,结果表明所提方法能够有效提升配电网运行经济性,保障不确定环境下系统运行的可靠性。     

计及充放储一体站的主动配电网DG出力优化研究

充放储一体站不仅能满足电动汽车的充电需求,同时站内储能系统作为电源节点还能为电网反馈电能。本文构建了接入主动配电网的充放储一体站的充放电模型,考虑风电、光电的随机出力特性,计及电网实时电价、环境成本、一体站的充放电储发成本等因素,建立了DG出力优化的目标函数,采用粒子群算法求解。通过算例分析,对比了计及一体站前后的主动配电网DG出力优化的运行成本,验证了本文方法的可行性。     

基于路网动态模型下EV路径模拟的快速充电站容量配置

随着快速充电技术的发展,快速充电方式获得越来越多电动出租车司机的青睐,因此需要科学规划快速充电站以满足日益增长的快速充电需求。为此,提出了一种基于交通路网动态模型下电动汽车(EV)路径模拟结果的快速充电站容量配置模型。针对交通路网的拥堵状况随时间变化的特性,建立了交通路网动态拥堵模型;提出了基于交通路网动态拥堵模型的EV路径模拟方法,在Dijkstra算法的基础上进行改进,以耗时最短为目标模拟EV的行驶路径;考虑电动出租车充电需求与乘客乘车需求之间的关系,提出了电动出租车充电需求判断方法,并将其与以耗时最短为目标的路径选择方法相结合,为电动出租车选择快速充电站;在满足配电网运行约束的前提下,以包括快速充电站收益和EV用户收益的综合效益最大为目标函数,建立快速充电站的容量配置模型,并采用粒子群优化算法进行求解。以某市路网为算例,模拟EV的行驶和充电行为,验证所提模型和方法的正确性与有效性。     

电动出租车预约-违约充电机制及优化决策模型

预约充电机制下违约情况的存在对电动汽车和充电站产生不良影响,为规范电动汽车充电和约束充电站服务行为,该文提出一种预约–违约充电机制,并提出了相应的违约判据和违约豁免准则,进而建立了电动出租车的优化充电决策模型。首先明确了预约–违约充电机制下的电动出租车(electrical taxi,ET)充电成本,预约系统可根据ET优化充电决策模型为用户提供最优的充电方案;然后基于价格需求弹性系数表征了充电负荷的转移;最后,计算了充电站净收益。算例表明,预约–违约机制下,电动出租车的单位电量综合成本发生改变,通过选择最优充电方案,一方面,电动出租车充电成本约降低8.3%,另一方面,优化充电决策模型通过价格杠杆起到调节充电负荷分布的作用,同时由于违约惩罚的存在,充电站净收益约增加7%。该文所得结果可为电动出租车用户的充电决策提供参考,同时可为规范电动汽车用户行为、提高现有充电站设备利用率及提升充电站承担公共服务功能提供新思路。     

电动汽车充电设施的接入对电网稳态运行影响分析

为满足电动汽车运行控制和变电站继电保护动作阀值修订的需求,分析了电动汽车充电设施接入对电网稳态运行的影响。首先,介绍常见电动汽车充电设施及其充电特性;其次,分析并得到交流充电桩接入对电网稳态运行的影响;然后,计算并分析专变方式下充电站充放电工作对电网最大电压偏差和线损率的影响,以及专线方式下充电站放电工作对电网短路电流和供电范围的影响,并根据此分析结果给出变电站继电保护动作阀值的修订建议;最后,分析并得到电池充换站充放电工作对电网中变电站供电范围、短路电流和峰谷差率的影响。     

考虑快慢充负荷特性的电动汽车调峰定价策略

随着分布式光伏大规模发电的广泛应用,净负荷“鸭型”曲线特征明显,电动汽车白天充电无法充分利用新能源,夜间充电使原有负荷峰值叠加。为避免净负荷“峰上加峰”现象,文中以减小净负荷峰谷差为目标,实现充电负荷转移。首先,基于快慢充行为特征的统计数据,采用蒙特卡洛法模拟用户充电行为,实现未来充电负荷分布的预测,并根据慢充的入网特性以及快充的延迟充电特性建立快慢充负荷约束。然后,基于梯度下降法对负荷转移率进行计算,并引入用户消费心理学构建充电负荷价格响应模型。最后,对电网调峰的经济性进行分析以限定电价变动约束,以净负荷峰谷差最小为目标构建充电引导模型,并利用深度强化学习对其求解。仿真结果表明,所建模型和求解策略能有效引导充电负荷避开净负荷的峰期,并确定合理电价,减小电网的峰谷差。     

基于GPS轨迹挖掘的电动出租车充电站规划

针对现有充电站的规划布局不能充分考虑电动汽车动态充电需求分布和用户充电排队问题的不足,提出了一种基于全球定位系统(GPS)轨迹挖掘的电动出租车充电站规划方法。通过对出租车的GPS轨迹数据和城市交通态势数据进行数据处理,挖掘城市居民打车需求的起屹点(OD)分布特征;设计电动出租车的充电仿真算法,模拟实际场景中电动出租车的接单行为、行驶行为及充电行为,建立电动出租车的充电需求时空分布预测模型;在此基础上,综合考虑充电站建设运行成本、电动出租车到站时间成本及充电等待时间成本,建立充电站规划模型。通过实际算例验证了所提规划模型的有效性,并进一步分析了充电站的建设成本系数、电动出租车的时间成本折算系数、权重系数大小等参数对规划结果的灵敏度。结果表明：居民打车需求的OD分布决定了电动出租车的充电需求时空分布情况;在进行充电站规划时,充电机数量受充电站数量的变化影响较大,且电动出租车时间成本的变化对总成本的影响相对较明显。     

“车-站-网”多元需求下的电动汽车快速充电引导策略

提出一种面向电动汽车(车)、快速充电站(站)、配电网(网)多元需求的电动汽车快速充电引导策略。首先介绍了“车-站-网”协同模式下充电引导架构,并基于起讫点分析得出的快充需求分布结果,提出一种双层队列模型模拟快速充电站动态队列。然后,根据动态队列和节点电压约束下配电网快充负荷接纳能力,采用动态电价需求函数建立充电电价模型,以用户充电成本最小为目标引导用户选择快速充电站。最后,以某市部分主城区为例,对1 000辆具有快充需求的电动汽车在不同参与度下进行仿真。结果表明,所提充电引导策略能够在节约用户充电成本的同时,提高快速充电站的运营效率,保证配电网的运行安全。