电动汽车V2G关键技术研究及应用进展

综述电动汽车的汽车到电网(V2G)技术发展,分析原理并阐述V2G的研究进展。介绍充放电控制结构模型、有序控制算法和双向直流电(DC)-交流电(AC)变流器核心部件等关键技术,结合国内V2G应用实例,展望V2G技术的发展。     

基于需求响应的电动汽车充放电电价与时段研究

大规模电动汽车无序充放电将会对电网负荷造成"峰上加峰"的不良影响,因此合理引导充放电行为至关重要。首先,计及电动汽车反向入网(vehicle-to-gride,V2G)情况,在综合考虑电动汽车用户成本和电网公司利益的基础上,制定了电动汽车充放电电价上下限。然后,以电网负荷峰谷差率最小和电动汽车用户参与V2G成本最低为目标,建立了充放电时段优化模型。最后,用NSGA-II算法对该模型进行寻优求解。算例表明,通过价格型需求侧响应的引导策略,对实现系统负荷"削峰填谷"和提高电动汽车用户收益具有一定效果。     

基于G.hnem技术的电动汽车充放电管理

通过对电动汽车充放电与电网之间的关系和V2G技术的分析,以及对最新的电力线窄带通信技术——G.hnem技术的介绍,探讨了该技术在解决电动汽车充放电与电网之间的关系中的应用,建立了一种能够双向交互通信的电动车充放电控制网络,为电动车充放电控制引入了新的技术选择.     

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。     

基于V2G的充放电站建模及运行策略研究

目前大部分关于V2G技术的研究都是针对电动汽车侧或电网侧的,而对于电动汽车和电网之间的充放电站侧的研究则较少。在分析充放电站建模的五个要素前提下对考虑V2G的充放电站进行建模,并给出其V2G容量及充放电量计算模型。然后针对V2G模式下充放电站运行研究一种基于双荷电状态临界的V2G策略,并通过对比充放电站运行在无序充电策略和基于双荷电状态临界的V2G策略下的充放电量和充放电费用,验证基于双荷电状态临界的V2G策略有效性。     

智能电网与电动汽车双向互动技术综述

车辆到电网(V2G)技术实现了电网与电动汽车的双向互动,是智能电网技术的重要组成部分。从V2G技术的概念出发,分析了V2G技术的工作原理、充放电业务流程,指出了要发展和推广V2G技术,电动汽车企业和电网企业应在相关标准制定方面加强研究和合作。最后阐述了V2G相关技术国外研究应用现状、V2G技术对电动汽车产业、智能电网的重要意义。     

电动汽车与智能电网从V2G到B2G的全新结合模式

有关电动汽车的多数研究中,均将电动汽车与其动力电池一体化看待,因此将电动汽车的移动、分散和分布式决策等属性等同于电池的属性,因而诞生了V2G的概念及其诸多的复杂问题。通过将电动汽车与动力电池进行资产关系解耦,进而实现电动汽车动力服务与电池向电网充放电的时间地点的双重解耦,使建设大型集中储能充电站成为可能。在此基础上,V2G的概念被扩展为B2G,从而揭示了电池与电网交互能量的本质。论述了从V2G向B2G发展的必要性和先进性,同时也探讨了实现B2G所面临的运营、管理和技术等方面的挑战及其可能的解决方法,展示了发展B2G技术对于智能电网的美好前景。     

基于虚拟电机的V2G新型充放电控制策略

为了提高电动汽车车辆到电网(V2G)的稳定性,增强其友好互动,设计了一种新型电动汽车V2G充放电模型,并提出了基于虚拟电机的电动汽车V2G充放电控制策略。电动汽车DC接口采用虚拟直流电机控制,电网AC接口采用虚拟同步电机控制。与传统V2G结构相比,在两侧接口处采用隔离型双向DC/DC变换器连接。在此基础上,对于虚拟直流电机的参数整定,根据电动汽车初始电池荷电状态(SOC)确定阻尼系数以决定电动汽车组的功率分配,并根据SOC的变化实时调节虚拟惯量以提高电动汽车参与电网频率调节的能力。在不同电网状态下对具有不同初始SOC的电动汽车采用所提控制策略进行仿真测试,结果表明,该策略能够在兼顾电动汽车用户需求的同时,有效协调V2G功率双向流动,并减少并网点谐波电流,进而维持电网稳定运行。     

面向主动配电网的电动汽车充放电功率控制技术

电动汽车V2G系统不仅能实现对电池的充放电功能,还能发挥三相电压型PWM变流器的四象限运行功能,为电网提供双向可控的有功功率和无功功率,实现平抑电网负荷波动、削峰填谷等功率调节功能。本文针对V2G系统的并网功率控制,分析了电动汽车V2G系统拓扑结构,并提出基于比例反馈积分(PFI)的功率控制方法,实现V2G系统并网电流指令的精确跟踪;与常规的比例积分(PI)控制进行了对比分析,通过PSIM仿真平台验证了该PFI控制方法的有效性。     

风电电动汽车协同利用对电网风电接纳能力的影响

建立包含电动汽车充、放、耗电约束的风电电动汽车协同利用模型,根据决策变量的不同将充放电模式分为自由充电、不含V2G(Vehicle to grid)和含有V2G的风电电动汽车协同利用。以风电利用率和风电在电网能源结构中电量占比作为衡量水平,分析不同充电模式、电动汽车数量和风电装机容量下的风电接纳能力。含有V2G的风电电动汽车协同利用能够最大限度提高电网风电接纳能力,且在风电装机容量较大时更能显示出含有V2G的协同利用充放电模式的优势,含有V2G的风电电动汽车协同利用是实现大规模风电并网的有效方式,同时一定负荷和风电装机水平的电网存在一个最佳匹配的电动汽车数量。     

基于虚拟同步策略的电动汽车V2G充放电系统研究及样机实现

为了解决大规模电动汽车和大容量新能源接入电网导致的电网负担加重及频率、电压等关键指标波动问题,提出将虚拟同步(Virtual Synchronous,VS)控制策略应用于电动汽车双向充放电(Vehicle-to-Grid,V2G)系统中.首先设计基于虚拟同步原理的充放电系统结构,其次在VS控制器中设计虚拟惯量、阻尼及励...     

BEVs/PHEVs动态V2B技术在智能电网中的应用

电动汽车向楼字反向服务(vehicle-to-building,简称V2B)为使用电动汽车自身电池的储能供应电网负荷提供了一个选择.国内外很多研究人员已经证明,电动汽车向电网反向服务(Vehicl-to-grid,简称V2G)有很多潜在的好处.但由于各种实践原因,这一概念被预测在将来5～10年的时间广泛应用.而V2B作为一个新提出的概念,在实践上比V2G要更容易实现,预计3～5年的时间就可实现.提出利用纯电动汽车(BEVs)和可插电混合动力汽车(PHEVs)所携带的电池,作为动态配置的分散储能系统,将交通系统和电力系统通过“智能车库”有机地结合起来,以实现V2B技术.根据智能车库提供的数据,基于BEVs和PHEVs车载电池储能充放电的V2B技术可实现智能电网里的需求侧管理(DSM),并用仿真结果验证了V2B的可行性.     

电动汽车参与V2G的最优峰谷电价研究

电动汽车与电网互动(vehicle-to-grid,V2G)的市场机制是V2G实施的重要基础。在分析电动汽车放电成本和效益的基础上,给出了电动汽车放电电价定价的上下限。考虑了用户起始充放电时刻的Poisson分布特性,基于经济学理论提出了电动汽车放电需求函数。建立了以电网总负荷波动最小为目标,以满足用户充放电时间、充放电需求等为约束条件的电动汽车与电网互动的最优峰谷电价模型。以京津唐电网为例,得到了电动汽车充放电的最优峰谷电价和对应时段,验证了所提方法的有效性。     

基于RT-LAB的电动汽车车载充放电系统设计

基于RT-LAB设计了一种双向单相AC/DC+双向半桥DC/DC的车载充放电装置,能进行电动汽车充放电过程中的电压电流控制,实现电动汽车与电网的双向能量互动,并且在不接电网时可提供220 V/50 Hz车载电源。通过RT-LAB实时仿真,验证了控制策略的正确性。实时仿真平台可为V2G(Vehicle to Grid)技术的进一步研究提供借鉴意义。     

电动汽车参与电网调峰的模型及调度策略研究

"汽车-电网"互联(Vehicle to grid简称V2G)技术体现了电动汽车与电网的互动关系,随着电动汽车数量的快速增加和充放电技术的成熟,电动汽车必将成为智能电网的重要组成部分,并有望参与电网调峰平抑负荷波动。建立了一种电动汽车参与电网调峰的模型,提出了基于粒子群算法的调度策略。基于某地区典型的日负荷曲线,研究了电动汽车对电网调峰的影响。     

基于随机森林算法的电动汽车充放电容量预测

文中提出一种电动汽车充放电容量的组合预测方法.首先,基于电动汽车历史充电数据和用户参与电动汽车与电网互动(V2G)意愿的调查数据,分析车辆荷电状态(SOC)特性、出行时间特性以及用户对价格的敏感度,建立随机森林分类模型,判断车辆是否参与V2G调度,并对影响用户决策的特征因素进行重要性评估.其次,采用蒙特卡洛方法模拟电动汽车出行和充放电情况,并分别预测充放电容量.最后,以办公区为例进行仿真,对比分析多种充放电模式下的电动汽车充放电行为与负荷分布.所构建的随机森林分类模型的准确率为0.917,能够有效区分V2G计划时段内电动汽车的充放电行为,仿真结果验证了所提预测框架的有效性.     

V2G模式下的电动汽车有序充放电控制模型研究

以变压器容量和电动汽车电池限制作为约束条件,以电动汽车用户充放电成本最低和电网负荷方差最小作为目标函数,构建了电动汽车在V2G(车辆到电网)模式下的充放电控制模型,分别制定电动汽车无序充电、基于分时电价的无序充电和电动汽车优化充电模型,在比较分析的基础上,提出V2G模式下的电动汽车有序充放电控制模型的设计方法。基于Lingo软件完成仿真验证,仿真结果表明:与其它3种充电模型相比,所提出的控制模型可进一步起到减少用户充放电费用和减小电网负荷方差的作用。     

电动汽车V2G关键技术的研究

针对规模化电动汽车无序入网造成电网负荷"峰上加峰"的现象,探究电动汽车与电网互动技术(V2G).通过对新能源汽车使用情况及充电情况进行调查,建立了电动汽车V2G响应模型并制定V2G响应策略.以住宅小区为例,对比电动汽车无序充电和应用所提V2G响应策略在电网负荷峰谷差和用户经济效益方面的差异,验证了V2G技术的应用价值.     

基于时空耦合关联分析的电动汽车集群可调度能力评估

随着电动汽车与电网互动 (vehicle-to-grid,V2G)技术的日趋成熟,电动汽车集群参与电网调度成为研究热点。V2G技术可有效实现削峰填谷,辅助电网经济安全运行。然而电动汽车与电网的交互行为受用户行为习惯、汽车类型等影响,具有时空双重不确定性,其可调度能力难以准确评估。文章考虑电动汽车不确定性的时空耦合关系,提出电动汽车集群的V2G可调度能力评估方法。结合随机出行链,基于高斯混合模型建立包含时空信息的充电站负荷概率模型和站内电动汽车荷电状态概率模型并获得条件概率分布。提出电动汽车集群的电压调节能力指标,基于概率潮流评估不同时段电动汽车集群可调度能力。仿真结果表明,通过在电动汽车集群可调度能力评估中充分考虑时空耦合关联关系可有效提升评估结果的准确性。     

V2G充放电机的设计及其仿真

随着电动汽车的广泛应用和智能电网的发展,电动汽车与电网互动(Vehicle to Grid,简称V2G)技术变得越来越重要。充放电机作为电网和电动汽车的接口,对于实现两者间的能量双向流动至关重要。研究并设计了基于四象限AC/DC变流器和双向DC/DC变流器的V2G充放电机,用以控制电网与电动汽车蓄电池间的能量流动;AC/DC变流器利用瞬时功率理论和电流模式闭环控制,实现了其与电网之间有功功率和无功功率的解耦控制;DC/DC变流器分别采用基于蓄电池充电电压、充电电流和基于中间直流母线电压的闭环控制,对应实现了蓄电池充电时的多段模式和放电时的功率调节。利用MATLAB/SIMULINK系统全面地仿真了V2G充放电的多种工况,仿真结果表明,该充电机能实现V2G所要求的相应功能,实现能量的双向流动满足用户的需求。