基于PWM的电动汽车V2G双向充放电装置研究

从V2G技术的概念出发,分析了V2G双向充放电装置的基本结构,并采用同步旋转坐标系电流控制与电压空间矢量控制相结合的方法对系统进行控制,实现了电动汽车与电网的双向能量互动.     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于移动社交网络平台的电动汽车充放电行为预测

大量电动汽车的自由充放电会给电力系统的安全与经济运行带来较大影响。另一方面,电动汽车向电力系统反向送电(V2G)技术的发展可支持电动汽车参与电力系统的调频等辅助服务,但采用不同充放电调度策略时,对V2G和电力系统的交互行为的效果会有不同的影响。移动社交网络(MSN)作为车联网的一个有益补充,在电动汽车用户进行充放电决策上具有一定的互动性,进而会影响电动汽车充放电的调度策略。考虑到MSN的影响力,研究了在分时电价约束下的电动汽车充放电行为预测方法,将每辆参与调度的电动汽车看成是MSN平台中的单一个体,受整体影响力的制约,其时空特征类似于交叉粒子群中的基本粒子,在保持电力系统安全运行与电动汽车用户利益最优的目标约束下,结合MSN的影响力因子,建立了电动汽车充放电行为的预测模型。仿真实验结果表明,该方法可以在不同的调度策略下,预测出电动汽车的充放电行为。     

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。     

实时电价下含V2G功能的电动汽车理性充放电模型及其分析

为了利用实时电价实现电动汽车理性充电,以电动汽车运营收益最大化为目标,以满足电动汽车动力电池充放电容量及电动汽车行程需求为约束条件,构造了一个电动汽车充放电收益最大化模型,该模型较好地表示电动汽车充放电决策。以美国家庭出行调查为依据,根据用户充出行规律,采用蒙特卡洛模拟法模拟用户行程需求,对电动汽车充放电运行的经济效益进行仿真计算和分析。研究结果表明,通过响应电网实时电价,理性充放电模型可显著提高电动汽车的经济效益。同时,由于夜间电价相对便宜而白天相对较高的电价激励,电动汽车多在配电系统负载率较低时充电,在系统峰荷附近反向放电,从而起到削峰填谷的效应。     

含电动汽车充放电站的直流配电网规划研究

分布式电源、直流负荷的大量增加以及电动汽车产业的快速发展,使得交流配电网未来发展面临巨大阻力,直流配电网优势日益凸显。文中介绍了考虑交通流量的电动汽车充放电站的模型,以线路扩展费用、分布式电源发电费用、电动汽车充放电站成本费用最小值为目标,建立了含电动汽车充放电站的直流配电网规划模型,采用混合编码方法,利用自适应遗传算法求解。通过不同情形下的算例计算分析,验证了文中规划模型的优越性及合理性。     

电动汽车充电管理的建模与仿真研究

电动汽车以其绿色环保的特点逐渐为人们所接受,但电动汽车接入电网构成的复杂分布式结构充电系统,对电网产生的不利影响逐渐显现出来。为解决无序充电对电网的不利影响,首先建立电动汽车充电模型,然后提出充电管理的Agent优化解决方案,最后在Matlab/Simuink与JADE平台中进行仿真验证。仿真结果表明:基于Multi-Agent的电动汽车充电管理是可行的,能够在满足充电需求的前提下,优化用电配置,将高峰用电移至低谷。     

电动汽车集群充放电演化博弈协同策略

针对多电动汽车参与电网需求响应互动场景下电动汽车充放电协同调度需求,提出一种电动汽车聚合商动态定价并指导电动汽车规模化入网参与电力需求响应调度的两阶段博弈模型。首先,构建电动汽车聚合商动态定价下计及电动汽车聚合商成本和电动汽车充放电价格的非合作博弈模型。其次,提出基于logit协议的电动汽车充放电调度多策略集演化博弈模型。最后,联合求解两阶段博弈的演化均衡和纳什均衡,得到各主体的最优策略。算例仿真表明,所提模型能有效实现电网负荷的削峰填谷,同时兼顾电动汽车聚合商和电动汽车用户的经济利益。     

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。     

计及电动汽车充放电负荷的分布式电压稳定监控方法

提出了一种计及电动汽车充放电负荷的分布式电压稳定监视和控制方法。在监视方面,利用带可变遗忘因子的递推最小二乘方法对时变戴维南等值电路参数进行辨识,更加准确地对本地电压稳定裕度进行评估。在控制方面,建立优化控制模型,在考虑电动汽车充放电约束的条件下,优先减载电动汽车充放电负荷,求解最大的电动汽车充放电负荷减载量。在发挥电动汽车负荷可充可放特性的基础上,减少传统负荷的减载量,减小控制代价,提高减载的可行性。利用IEEE39节点系统的算例验证了所提出的分布式电压稳定监视方法的准确性和计及电动汽车充放电负荷的电压控制方案的可行性。     

Distribution network planning integrating charging stations of electric vehicle with V2G

Accompanied by the popularization of EVs, the planning of electric vehicle (EV) charging stations becomes an important concern of distribution network planning. In this paper, the load density method is introduced to determine the optimal capacity of the EV charging stations in the areas to be planned, and the difference between 1 and the weight coefficients obtained by the analytic hierarchy process (AHP) method is used to calculate the cost coefficients of the charging station. The objective function of the optimal distribution network planning model should be the minimal cost of the fixed investments, the operational costs and the maintenance costs including the substations, charging stations and feeders. In this model, the effect of vehicle-to-grid (V2G) is considered, i.e., the EV is respectively treated as both the load and the source. Moreover, the electricity price volatility has been taken into consideration. In this case, EV owners can be guided to charge and discharge EV orderly. The ordinal optimization approach is applied to get the best solution. The results of the case study based on IEEE 54 nodes model show the feasibility and effectiveness of the proposed model.     

电动汽车充放电站的短路故障分析与保护

电动汽车充放电站的功率在电力系统中占有的比重逐渐增大,其站内故障特性与保护控制策略对充放电站及其所在配电网的安全运行十分重要。针对典型直流充放电站,首先介绍了其拓扑结构及AC/DC换流器和DC/DC变换器的结构与控制策略。然后深入分析研究站内发生交流进线三相短路和直流极间短路故障时的动态过程,总结其故障特征并推导出故障电压电流的计算方法。同时在PSCAD/EMTDC中搭建相应仿真模型,验证了分析的正确性。最后对充放电站进行了保护配置分析。     

智能充电运行管理系统在电动汽车充电站的应用

阐述建设电动汽车充电设施监控系统的必要性,从充电监控功能、配电监控功能、计量计费功能、安防监控功能等方面介绍江苏扬州吴州路充电站所采用的智能充电运行管理系统以及该系统的组网方式,论证监控系统在充电设施建设中的重要地位。     

基于虚拟同步策略的电动汽车V2G技术在多能互补系统中的研究及应用

为解决大规模电动汽车单向充电造成的电网冲击和线路负荷过重问题,开展了电动汽车V2G技术在多能互补系统中的应用研究。首先,对比分析了多种典型的多能互补系统拓扑结构的技术优缺点,在基于共交流母线的多能互补系统中应用V2G技术。其次,提出基于虚拟同步机的V2G自主有功-无功控制策略,优化设计虚拟惯量、阻尼系数等关键参数,模拟传统发电机组的机电暂态特性,实现系统自主调压调频,解决光伏发电的间歇性和随机性带来的电网指标波动问题。然后,搭建了典型的多能互补系统,并进行仿真验证。结果表明,基于虚拟同步机的V2G设备能主动跟踪并网点频率、电压变化,及时提供有功、无功功率支撑,有效保障电网运行的稳定性。最后,研制了基于虚拟同步策略的500 kW大功率V2G设备,并在示范项目中成功应用,验证了所提方法的有效性。