电动汽车与电网互动双向电能检测系统研究

通过V2G技术,不仅可以缓解可再生能源引起的电网波动问题,提高电网效率,还可以为电动汽车用户创造收益。因此,V2G(Vehicle to Grid)技术正受到人们的广泛关注,介绍了V2G的意义和系统结构,并简要介绍了电动汽车连接智能电网的两种新型的互动充电策略:分散式互动策略和集中式互动策略。重点介绍了V2G技术中电动汽车与电网互动双向电能检测系统的设计。该检测系统利用了Cirrus Logic公司推出的电能计量专用芯片CS5460A,具有采集数据准确,控制性能灵活且性价比高的优点,适用于V2G系统中的双向电能检测,很好的弥补了市场上直流电能检测设备的不足。     

计及天气对电动汽车接入家庭型微电网供需侧影响的经济调度模型

天气因素对电动汽车接入家庭(vehicle-to-home, V2H)微电网经济调度有显著的影响,仅从供给或需求侧量化其影响无法反映源荷间的实际联动关系。从分析典型V2H微电网结构入手,在供给侧和需求侧,分别搭建了受天气影响的光伏与储能装置出力模型和电动汽车负荷与家庭负荷模型;由此,建立了以局域用户电能支出成本为目标的V2H微电网经济调度模型,并采用粒子群算法对4种典型天气情形下的经济调度策略进行求解。仿真实验表明,为克服天气对V2H微电网经济效益的显著影响,选择合理的储能单元是必要手段,其单元容量、充放电次数等性能参数对优化调度结果有直接影响;同时考虑供给侧和需求侧的微电网经济调度模型较传统单一侧调度更能反映实际系统联动情况,验证了所提模型的合理性与有效性。     

电动汽车充放电对电网影响研究综述

随着大容量电池技术、电动汽车技术的发展和成本的降低,电动汽车的数量将急剧增长,其随机充放电行为将为城市电网的安全稳定运行带来新的挑战。从电动汽车充电设备及充放电特性出发,分析了电动汽车充电行为对电网负荷平衡、电源容量、电能质量、环境等方面的影响。探讨了电动汽车V2G模式在车网通信、削峰填谷、频率调节、新能源协调运行等领域的应用前景,并展望了含大规模电动汽车的城市电网动态运行机制、电动汽车与电网的协调优化经济运行、V2G多场景发展等相关领域的下一步研究工作。     

多情形下电动汽车与分布式光伏协同优化调度算法

在智能电网环境下,电动汽车与家庭用电互动(vehicle to home,V2H)技术成为车电互联研究领域新的焦点。首先,对V2H模式中家庭能源管理系统调度电动汽车参与家庭供电进行了分析;其次,以最大化利用太阳能,减少家庭用电费用为目标,给出多情形下电动汽车与含分布式光伏(photovoltaic,PV)的智能家居互动的调度优化算法;最后,以上海市某小区用户为例,对比研究了晴天、多云、阴雨3种天气条件下光伏出力变化和电动汽车用户短途、中途、长途出行情况下V2H模式的经济效益。实际算例结果表明含分布式光伏的V2H模式能够提高光伏发电利用效率,减少家庭用电费用,并为电动汽车安全接入电网提供支持。     

智能电动汽车充放电技术分析与仿真研究

随着智能电网概念的提出,电动汽车不再只是传统的电力消费体。而且可以将多余电能回馈给电网或用户。基于这一思想。提出了一种基于智能电动汽车的双向电力变换器设计,通过一套主电路拓扑结合相应的控制,实现了电动汽车的充电、并网（VehicletoGrid,V2G）以及作为不问断电源供给关键负载（VehicletoHome,V2H）的需要。在控制策略中,用比例谐振（PR）控制器取代传统的PI控制器。实现了交流量瞬态反馈的无静差输出,具有很好的瞬态和稳态性能。最后通过Matlab／Simulink进行了仿真测试,仿真结果表明,提出的设计方案能够很好地实现电动汽车与电网的双向供电,达到了预期效果。     

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。     

无线充电电动汽车V2G模式下光储直流微电网能量管理策略

随着电动汽车数量与负荷的激增,构建实现低碳、灵活、稳定的电动汽车充电方式至关重要。该文融合直流微电网以及无线电能传输、车网互联(V2G)等技术,重点研究无线充电电动汽车V2G模式下光储直流微电网能量管理策略。分别建立光伏、无线充电电动汽车、网侧储能数学模型。考虑光伏出功与负载状态,推导无线充电电动汽车最优效率馈网的临界条件,给出超出临界点后网侧储能的出力函数。基于此,定义直流微电网三种运行模式及其边界条件,设计上层控制器实现三种模式间的切换。搭建实验系统,验证不同负荷下所提出的分层控制算法可有效维持母线电压稳定,并且保持光伏系统的最大功率与无线电能传输系统的最优效率运行。     

电动汽车的电网调峰模型及效益分析

车辆到电网(V2G)互联技术实现了电动汽车和电网的电能互动,是智能电网的重要组成部分,有望参与电网的调峰平衡负荷。介绍了V2G技术的特性,计算了电动汽车的充电容量和可调度放电容量,提出了一种电动汽车参与电网调峰平衡的模型,并利用蒙特卡罗方法进行求解。基于某地区典型日负荷曲线,研究计算了不同规模电动汽车参与电网调峰的影响,计算表明,可产生良好的"削峰填谷"效果。     

台风灾害下考虑修复不确定性和V2G的弹性城市电网动态供电恢复方法

快速可行的灾后恢复是弹性电力系统的重要一环。提出一种弹性导向的考虑修复不确定性和V2G（vehicle to grid, V2G）的城市电力系统动态供电恢复方法,灾后短期内应用V2G站中的有限电动汽车资源为城市电网提供电能支撑,同时派遣抢修队对故障线路进行抢修作业,实现系统快速恢复。对V2G和电动汽车灾前、灾后行为进行建模,通过灾前自由调度统计各V2G站附近的电动汽车数量,按照响应意愿比例得到灾后阶段各V2G站反向输电功率;对包含行驶行为和修复行为的动态修复行为进行建模,采用滚动时域优化方法决策修复的先后顺序,得到抢修队最优动态修复方案。最后,设计多组算例以验证所提方法的可行性,结果表明,该方法可有效支撑灾后城市电力系统快速恢复,提高系统弹性。     

基于双层离散粒子群优化的智能小区车辆与家庭互动调度策略

综合考虑电动汽车的行驶特性、电池特性等约束条件,建立了计及峰谷差、日负荷率、负荷均方差和用户电费的多目标智能小区车辆与家庭互动(vehicle to home,V2H)调度策略。为求解该策略,提出双层离散粒子群算法优化V2H调度模型,以解决智能优化算法难以求解含等式约束方程的问题。第1层优化通过离散粒子群算法求解满足所有约束条件的单辆电动汽车充放电计划可行解,第2层优化采用基本粒子群算法迭代优化V2H调度模型。对无序充电、有序充电调度、V2H调度模式以及不同用户响应度的V2H调度策略进行仿真分析,结果表明:V2H调度在减小峰谷差、负荷波动、提升日负荷率方面的作用最显著,与无序充电相比用户电费下降1/3以上;随着用户对V2H调度策略响应度提高,负荷特性改善越明显,但是V2H调度的车均电费会增加。     

发电不确定性条件下电动汽车对智能家居能量管理的贡献

光伏、风电等可再生能源的大规模接入给电力系统的运行带来了诸多问题,如由发电过剩引起的电网反向潮流、电网频率和节点电压调节容量的不足。作为解决可再生能源出力波动性引起的不确定性问题的方法之一,采用电动汽车作为储能装置,即所谓的V2H（vehicle to house）或者V2G（vehicle to grid）,将发挥重...     

电动汽车充电调度综述

电动汽车因节能环保的优点得到大力推广,然而由于充电行为的随机性、不确定性,大规模电动汽车无序充电将对电网的安全稳定带来挑战。随着V2G技术的发展,电动汽车作为分布式电源和储能装置成为可能,这使得对电动汽车进行充电调度成为电网中一种新的调控手段,帮助消除电动汽车充电对电网产生的不利影响,同时也是消纳新能源发电的一种有效方式。简述了V2G技术和电动汽车充放电对电网产生的有利与不利影响,介绍了电动汽车充电负荷计算方法和几类充电调度策略。     

基于大规模V2G的区域电源低碳优化策略

碳达峰背景下可再生能源占比增加会降低系统灵活性、提高经济成本,并对电网运行稳定性造成冲击。随着电动汽车规模的扩大,其大规模接入电网时也会因充电不确定性而影响电网的稳定性。V2G(vehicle-to-grid)技术的实施使电动汽车规模化参与调峰辅助服务成为可能,故应将其纳入到未来的电力系统规划中。在考虑大规模电动汽车参与V2G调峰的基础上,重点研究了季节因素对电动汽车参与V2G出力的影响。以系统运行成本最小、电网侧负荷波动最小、用户侧经济收益最大建立了多目标规划模型,来优化电源结构,减少电源侧碳排放,提高系统整体经济效益。以我国河北省区域作为算例,设置不同情景进行研究分析。结果表明,规划期内V2G参与比例为70%时结果最优,电源侧碳排放降低3.45%,风、光消纳量提高10.18%,能够有效推动电源结构转型。     

计及电动汽车不确定性的微电网规划研究

随着经济的快速发展,电力行业和交通行业的含碳气体排放越来越严重。为缓解大气污染的压力,微电网和电动汽车逐渐成为研究热点。微电网是由多种分布式电源、储能和负荷所组成的单一可控的低压电网,而电动汽车属于移动的储能设备,在负荷高峰时可以通过电动汽车向微电网反向送电。本文提出了一种计及电动汽车不确定性的微电网规划方法,首先,通过蒙特卡洛仿真模拟电动汽车的使用特性,解决电动汽车接入微电网进行规划之前的运行不确定性;然后,运用非线性规划工具Lingo求解微电网规划模型;最后,通过算例结果验证该方法的有效性。算例结果表明:电动汽车以V2G形式接入微电网,会减小微电网系统规划总成本。     

基于V2G技术的电动汽车实时调度策略

随着电动汽车逐渐普及,其对电网的影响也不断扩大。为加强电动汽车与电网间协作,充分利用电动汽车在电网能量调度中的高度灵活性,提出一种基于V2G技术的电动汽车实时调度策略。首先以降低充电成本和网损成本为目标,建立电动汽车调度模型。然后通过构建网损灵敏度指标分析电网节点性能,基于电网负荷制定分时电价,通过潮流计算和凸优化算法实时求解得到电动汽车充放电策略。最后以IEEE 33节点配电网为例验证了所提策略可以有效降低充电成本与网损成本,同时分析了电动汽车渗透率、V2G占比对车网协作效果的影响。     

车网互联（V2G）支持高峰电力的技术经济分析

针对城市高峰电力负荷大、持续时间短的特点,采用车网互联（V2G）模式,通过电动车集群晚间低谷充电,白天停驶时反馈给电网以支持高峰电力负荷,有利于城市电网削峰填谷,并提高能源利用效率。以带有30 kW·h动力电池的电动车集群集中放电来支持上海地区12 h的800 MW高峰电力为例,通过V2G模式中成本和收益的经济核算,发现电动车主和电网企业都能从V2G模式中受益。与风能、太阳能一样,V2G模式是一种节能、环保、可持续发展的模式。     

考虑电动汽车集群的互联电网负荷频率分散预测控制

随着大量电动汽车接入互联电网,其移动的充电模式会给电网带来一定的冲击,反过来,电动汽车作为一种移动式储能单元可参与互联电网调频,但目前的研究都是集中式或分散式的V2G控制上.在电动汽车储能电池动态模型的基础上,构建含电动汽车集群的多区域互联电网负荷频率控制模型,基于广域监测系统,结合模型预测控制实现了多区域电网负荷频率广域分散预测控制.在MATLAB/Simulink中搭建三区域互联电网模型,并进行仿真分析.算例结果表明,电动汽车作为移动式储能单元参与互联电网调频,可以在短时间内平抑电网频率波动;而文中提出的广域分散预测控制方法较经典的PI控制方法,能将三区域电网的频率偏差限制在更小的范围内波动,又能较快地恢复至稳态值.     

基于URLLC技术在电动汽车的应用

电动汽车技术的不断发展和电动汽车应用规模的增大使得研究电动汽车及V2X互动具有重要的意义。同时,随着5G技术的成熟,由5G无线技术的出现带来的超可靠低延迟通信(URLLC)技术,以其超可靠低延迟的特性,将广泛应用于无人驾驶电动汽车领域。文中研究讨论采用F-OFDM降低URLLC时延及应用于无人电动汽车的可行性,提出了5G+V2X网络实现无人驾驶电动汽车的生态网络。采用F-OFDM在原有OFDM载波带宽基础上,划分多个不同参数的子带,对于子带进行滤波。5G+V2X生态网络快速的机动性和下一代无人驾驶电动汽车网络的密集交通推动无人驾驶电动汽车的发展,基于URLLC进行超可靠、低延迟的数据交互服务。