快换式电动公交充电站经济运行优化策略

备用电池数量、充电时长是影响换电站换电能力的主要因素。基于车辆进站流量分析,提出了描述换电需求和电池充电产量的函数,进一步分析了两者之间的关系,提出了针对电价峰段的充电控制方法。以北京奥运电动公交充电站为例阐述了经济运行优化策略的应用步骤,并编写了计算机仿真程序进行验证。结果表明:所提经济运行优化策略在满足任意时刻换电需求的条件下可显著降低电价峰段用电量,较大幅度地减少换电站的电费支出。同时,该策略所包含的算法及边界条件非常清晰,容易嵌入充电管理系统实现换电站的经济运行优化控制。     

一种电动公交车充换电站动力电池全自动更换技术方案

针对目前服务于电动公交车的大型充换电站提出一种全自动更换动力电池的技术方案。方案站在系统的角度,整合充换电站各类设备信息资源,联动视频监控信息,实现对电动公交车的全自动换电。系统利用物联网技术在换电车辆、动力电池、充电机自动感知和物物相连的基础上,通过车辆自动导引、电池自动匹配、换电系统控制,进而实现整站全自动换电。同时,结合充换电站实际运行的深入分析研究,制定出一套规范化的操作流程和控制策略。结果表明,该技术方案在兼顾安全和效率的前提下,可以有效提高整个充换电站的服务能力。     

计及电动公交车-电池联合调度的公交换电站有序充电策略

伴随电动公交的规模化发展,换电模式下公交车更换下的电池充电计划的有序调控,可以作为用户侧的需求响应资源,减少大规模电动公交充电负荷接入对配电网供电能力的压力。建立公交车状态转换时序分析模型,以日为仿真周期,模拟分析电动公交线路每辆车在行驶状态、等待发车状态及换电状态间的多场景转换流程,生成全天换电需求产生的次数和对应的时间分布;以满足电动公交车的调度计划为约束,以减小系统峰谷差为控制目标,建立电动公交有序充电优化调控模型,并采用蒙特卡洛模拟法求解模型。最后以某公交线路电气化为例,仿真分析采用有序充电模型下公交线路充电负荷的优化调控效果,并分析发车间隔时间和电池配置规模对公交线路充电负荷有序调控潜力的影响。     

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。     

电动公交换电站运营功率估算模型研究

在分析公交车的运行特点和换电站电池实际使用数据基础上,建立了电动公交车动力电池回站SOC模型、锂离子动力电池充电时间模型、充电功率模型等数学模型,通过以上模型以及锂离子电池开路电压变化曲线进行换电站功率估算并给出充电机功率的求解方法。同时考虑电池容量衰退等因素对电动公交换电站基本配置的影响,提出电动公交换电站充电功率的冗余估算方法。以北京北土城换电站的实际数据作为仿真算例,验证了提出的充电功率估算方法的准确性,同时还为电动公交换电站的建站及冗余设计提供了理论依据。     

“车-电-路-站”互联下电动出租车换电需求预测及换电站充电优化策略

换电模式作为快速电能补充的主要方式之一,具有换电速度快、电池可控性强等优点,可以为亟需电能补充的电动汽车提供服务。从电池规格统一的角度来看,电动出租车与换电模式的兼容性较强,因此研究换电模式下电动出租车需求预测及换电站充电优化策略具有重要的意义。首先,建立了基于换电模式的“车-电-路-站”互联系统,在此基础上根据电动出租车的出行行为及站内换电行为对换电需求进行预测;然后,分析了换电站的“用户链-电池链”交互运行模式,提出了高峰储能利用率的概念,分析了换电模式下快速电能补充车辆作为储能资源的可行性;最后,提出了一种考虑平抑负荷波动和提高储能利用率的两阶段日前优化策略,对典型换电模式下电动出租车电池进行充电计划安排,并对储能利用效果进行量化分析。仿真结果表明,换电需求具有波浪形变化趋势,所提方法能够有效发挥换电站内电池的可控、储能特点,起到平抑负荷波动、削峰填谷的作用。     

基于遗传算法的电动公交车换电站选址模型

电动汽车的使用有助于减少交通领域的温室气体排放。随着电动汽车的推广,需同步建设相应的充电设施。针对电动公交运营系统的充电需求,设计了一种选址模型用于优化换电站的选址,使得服务电动公交车的换电站的总成本最低。选址模型中考虑了实际的公交线路运营状况、换电站的建造成本和电网运行,并采用遗传算法作为选址模型的优化工具。通过算例分析,选址模型能有效地获得最优或局部最优的换电站选址位置。     

“车-电-路-站”互联下电动出租车换电需求预测及换电站充电优化策略

换电模式作为快速电能补充的主要方式之一,具有换电速度快、电池可控性强等优点,可以为亟需电能补充的电动汽车提供服务。从电池规格统一的角度来看,电动出租车与换电模式的兼容性较强,因此研究换电模式下电动出租车需求预测及换电站充电优化策略具有重要的意义。首先,建立了基于换电模式的“车-电-路-站”互联系统,在此基础上根据电动出租车的出行行为及站内换电行为对换电需求进行预测;然后,分析了换电站的“用户链-电池链”交互运行模式,提出了高峰储能利用率的概念,分析了换电模式下快速电能补充车辆作为储能资源的可行性;最后,提出了一种考虑平抑负荷波动和提高储能利用率的两阶段日前优化策略,对典型换电模式下电动出租车电池进行充电计划安排,并对储能利用效果进行量化分析。仿真结果表明,换电需求具有波浪形变化趋势,所提方法能够有效发挥换电站内电池的可控、储能特点,起到平抑负荷波动、削峰填谷的作用。     

充换电站电动公交车自动有序充电系统设计

对于服务于电动公交车的充换电站,单位时间内可供更换的动力电池越多,整站服务能力就越强。运用动态规划的充电控制策略和动力电池的状态评价体系,借助共享配电数据,关注站内负荷变化,调节充电功率消耗,达到站内自动有序充电的控制目标,实现可供更换动力电池数量最大化。同时,根据工位需求情况、可换电池组数等信息,通过充电机与其电气连接的充电架,设计对放置于电池架的动力电池自动充电功能,制定合适的自动有序充电计划。最后,跟踪电池全寿命周期信息,结合一段时间换电效率判断充电监控设计效果,提高整站自动化水平和运行效率。     

电动汽车充换电站监控系统设计与应用研究

介绍了电动汽车充电站和电池更换站(以下简称充换电站)监控系统的特点和功能,诸如监控系统的充电监控单元、电池更换监控单元、配电监控单元、视频及环境监控单元和运营管理系统。提出了监控系统分层体系架构设计方案,并将该方案应用于具体工程实例。     

电动汽车电池更换站集群充电控制策略研究

本文基于规模化电动汽车充放电负荷模型,建立考虑车主互动意愿的电价模型,通过电价对车主的换电池行为进行有序引导,从而实现电网的调峰策略。采用遗传算法对适用于电动汽车的最优日前实时电价进行求解。最后建立电动汽车电池更换站内集群充电的控制模型,以电池更换站的运行经济性与站内充放电机状态切换次数最优为目标,采用智能算法对集群调度模型进行求解,实现在满足用户换电池需求基础之上的换电站最优化运行。     

Simulalion Research on Combined Operation of Electric Vehicle Battery Swapping Station and Wind Farm

Towards the analysis of the developmental situation of wind power generation and electric vehi- cles, a novel idea for stabilizing the fluctuation of wind farms＇ output by the use of battery swapping stations of electric vehicles is put forward in this paper, to effectively alleviate the impact of grid-connected operation of wind farms on the power system while promoting the field operation of charging and battery swapping stations. A battery swapping station is treated as a capacity-variable energy storage power station, connected to the output terminal of a wind farm. A combined operation model for wind farm and battery swapping sta- tion is established based on the MATLAB/SIMULINK simulation platform and the control strategy is proposed for the operation of battery swapping stations. The simulation results show that the introduction of a battery swapping station can effectively stabilize the fluctuation of wind farm output.     

电动汽车充换电站的成本效益模型及敏感性分析

电动汽车充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)是中国电动汽车应用的重要基础设施之一,得到了广泛关注和示范推广。BCSS的成本收益模型对BCSS商业化推广是至关重要的,文中探讨了电动汽车BCSS的组成结构和运营模式,选择以电池租赁运营模式的BCSS为研究对象,考虑了其投资成本、运营和维护费用、人工薪酬等成本及充换电服务等收益,建立了基于净现值动态评价指标的电动汽车BCSS成本效益模型。最后以中国某大型电动汽车充换示范电站为实例,分析了该电站在全寿命周期内的成本收益模型,并进行了敏感性分析,得出了影响BCSS收益的关键因素依次为充换电服务价格、电池租赁费用、购电价格等。该模型及分析结果为电动汽车BCSS商业化运行提供了成本收益评估和决策依据。     

基于遗传算法的电动汽车换电站经济运行

在现有的电池技术和充电条件下,快换式充电站成为国内纯电动公交最主要的能量补给摸式。针对电池组充电电费过高和增加配电网峰谷差的问题,以及换电站内快换工位和备用电池空闲的情况,在保证车辆正常运营的前提下,以充电站内全天充电电费最低为目标,建立了充电变功率工况下基于分时电价的换电站经济运行模型,通过遗传智能优化算法合理安排电池组的开始充电时间,降低充电电费,从而实现换电站的经济运行。分别基于北京北土城充电站和上海世博会充电站的实际数据和统计结果进行算例仿真,验证了算法的有效性。结果表明,该算法不仅能降低充电站充电电费,还能降低充电站白天对配电网的负荷压力,补充夜间负荷,减小配电网的峰谷差,在实现充电站经济运行的同时还有助于配电网的经济运行。     

基于有序充电的换电站电池冗余度研究

电动汽车大规模接入电网后,有序充电优化控制具有便于集中管理、抑制负荷波动、降低峰谷差和充电费用等优势,但同时也带来换电站电池冗余度增大的问题。文中针对换电模式,以抑制电网总体负荷波动为有序充电主要目标,采用自适应遗传算法,建立有序充电模式下换电站电池冗余度模型,并使用蒙特卡洛方法模拟电动汽车用户的用车需求。对比分析无序充电和有序充电模式下换电站电池冗余度仿真结果,表明该有序充电策略能够有效削减负荷波动,减小峰谷差,但也相应提升了换电站电池冗余度。     

基于线性优化的电动汽车换电站最优充放电策略

电动汽车的充放电行为会对电网运行的安全性和经济性产生重要影响。文中首先比较和分析3种常用充电模式的特点与适用场合。其次,基于分时电价机制,分析电动汽车换电站的运营与盈利模式,并以此为依据建立换电站的收益函数。然后,基于一定的简化和假设条件,以换电站运营收益最大化为目标函数,兼顾各类运营约束条件,建立换电站最优充放电策略的线性优化模型。最后,以2种电价定价方式验证建立的模型。算例表明,文中提出的优化模型简单有效,所得研究结果可以帮助电动汽车换电站运营方获得最大经济收益,同时也可以为电网管理部门对换电站的管理与调度提供依据。     

计及服务可用性的电动汽车换电站容量优化配置

动力电池换电模式由于其换电过程所需时长远小于充电过程、动力电池充电便于统一管理等优点,成为电动汽车能量补充的重要方式,推进换电站的建设有利于电动汽车的普及。针对可就地向动力电池组充电的换电站容量优化配置展开研究。首先介绍换电站的系统结构和"即换即充"的运行策略,提出服务可用性的评价指标;然后分析换电站运行状态的时序仿真模型,根据模型的输出量计算服务可用性指标;构建以设备年成本为目标函数、以换电站规模和服务可用性要求为约束的数学模型;采用微分进化(DE)算法对数学模型进行求解;最后对算例进行优化配置,随机抽取两日换电需求,计算换电站的可用性指标并分析各时段运行状态,对配置结果敏感性进行分析。     

微电网中电动汽车充电模式与换电模式的运行优化

在已知风光出力,且电网实行分时电价的前提下,分别使用充电模式和换电模式调用充电汽车蓄电池储能。充电模式以微网内燃料费用最低和外网购电费用最低为优化目标,换电模式在上述优化目标基础上增加充电购电成本最低优化目标,使用混合整数规划CPLEX软件求解了该优化目标下的充电汽车储放能控制策略,并给出了优化运行结果。结果表明该优化方案有利于降低微网运营者的运行费用,而采用换电模式给充电汽车充电更能发挥充电汽车蓄电池逢电价高储能、逢电价低放能的作用,提高了微网的运行经济性。     

基于IEC 61850标准的充换电站建模设想

阐述了IEC 61850协议的内涵与特点,详细分析了在电动汽车充换电站环境下,IEC 61850的建模过程及节点的选取和组合,并提出一些问题和解决方案.     

电池梯次利用储能装置在电动汽车充换电站中的应用

针对电动汽车充换电站中动力电池的梯次利用问题,设计了电池梯次利用储能站,将充换电站中即将报废的电池用于储能放电,以降低电动汽车动力电池的使用成本。介绍了电池梯次利用储能站结构、电能控制系统以及储能控制策略,可以实现电动汽车充换电站动力电池的梯次利用、对电网负荷进行峰谷调节并作为充换电站的应急和后备电源。