基于区块链技术的充电桩运维系统研究

面对电动汽车大规模推广应用对充电桩高效运维管理的需求,首先在介绍区块链技术基本原理的基础上,分析了充电桩运维系统的高分布性、多主体性和高可信性特征,归纳了区块链技术在充电桩运维系统上的应用价值,然后构建了基于联盟链式结构、采用PBFT共识机制、包含完全和不完全两类节点的区块链充电桩运维系统。最后,结合具体应用场景给出了系统在服务层、管理层和数据结构层各个层面的详细功能。为充电桩、配电站、运维机构、检定机构和监管部门等多边利益主体构思了一种基于区块链的端到端透明化、高可信性的去中心化管理模式,为区块链技术在充电桩运维系统的落地实施提供了参考。     

基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化

为了解决电动汽车大规模发展带来的充电交易主体之间的信任问题,提出了基于区块链的电动汽车充电桩两阶段交易优化方法。首先,设计电动汽车充电桩两阶段交易优化框架;然后,为了避免电网负荷过载给电网的安全稳定运行带来影响,以电网容量裕度为约束,引入双向交易市场、P2P交易市场,在各个充电站之间进行充电权交易,构建电网与电动汽车充电桩交易优化模型;其次,为了降低充电站的偏差惩罚成本以及引导电动车车主有序充电,构建了基于需求响应的电动汽车充电桩与车主交易优化模型;最后,以某一仿真场景为例进行算例分析,验证模型的有效性。算例结果表明:基于区块链的两阶段交易优化模型,能提高充电站的收益,降低系统峰谷差。     

基于区块链技术的电动汽车充电交易探讨

针对规模化电动汽车在充电交易时存在安全性低、自主性差的问题,提出了基于区块链技术的电动汽车充电交易模型。该模型在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下,利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性,开放用户协商定价的权利。首先阐述了区块链技术在电力系统各领域应用现状。其次基于区块链平台与电力市场相似的网络拓扑形态,建立区块链架构下的电动汽车充电交易模型；最后制定传统电力市场和应用区块链平台的电力交易市场下满足电动汽车聚合商需求的充电方案,对比分析得出区块链去中心化的特点为满足电动汽车聚合商个性化需求提供了可能,同时提升新能源电厂收益,降低火电厂售电量从而减少碳排放。算例结果证明了所提模型的有效性和可行性,为电动汽车充电交易市场提供了一种新思路。     

基于区块链生态系统的充电桩共享经济模式

充电桩共享是解决充电难的创新服务模式。分析了中心化共享平台在信用体系、信息安全、收益分配以及数据共享等方面的弊端,指出具有分布式点对点、去中心化、共识信任机制和信息不可篡改等特点的区块链技术是实现共享系统的理想选择。由于单项技术难以满足复杂应用系统的多样化需求,所以需要多项技术相互作用,互为补充。提出基于区块链、闪电网络和智能合约技术,形成区块链生态系统,构建安全、高效和自动化的共享平台。结合电动汽车充电场景,说明基于闪电网络的支付网络的建立和基于哈希密钥逐级验证的智能合约的实现过程。最后,展望了该方案在售电管理、需求响应管理及新能源消纳等方面构建能源区块链的应用可能性。     

基于区块链含电动汽车的微电网组合出力优化策略

文章针对电动汽车充放电交易中车主与服务商之间缺乏信任,大量电动汽车无序充放电造成电网峰上加峰的问题,提出基于电动汽车联盟链的互信交易架构和调度策略。首先,引入区块链中白盒密码、智能合约、阻塞管理对电动汽车链上交易机制执行过程进行分析;然后,搭建了电动汽车双层优化调度模型,外层针对鼓励低电价充电时产生的新充电高峰问题,建立基于区块链的电动汽车出行诚信度模型,综合考虑负荷方差和用户诚信度,优化分时电价定价策略,并将优化后的电价曲线输出到内层模型;内层针对偏差电量消除成本较高的问题,利用电动汽车的移动储能特性,实现供求自平衡。最终采用含激励机制的差分进化演化博弈组合算法进行求解,通过算例仿真验证了所提策略的有效性。     

电动汽车交流充电桩多功能电能表通信的设计与实现

阐述电能表通信在电动汽车交流充电桩计费管理系统中的重要作用,并基于多功能电能表通信协议编写了实现电能表与充电桩控制主板通信的程序,最后在嵌入式Linux系统上对程序进行调试,验明了程序的可行性.     

基于电动汽车出行随机模拟的充电桩需求研究

提出基于电动汽车出行随机模拟的充电桩需求分析方法。该方法通过对电动汽车在各地点停车时长的相似性分析,将不同地点归类为六类充电功能区域,考虑用户对电池荷电状态变化的接受范围,建立电动汽车出行及充电模型,运用蒙特卡洛随机模拟电动汽车一日出行链和在各目的地的充电需求,模拟中考虑各区域停车数随时间的变化和充电同时性,在模型中输入电动汽车模拟量和各类型电动汽车比例,可得到各区域总的充电桩与停车位的比例(桩位比)和快慢速充电桩的比例。模拟结果显示,工作区桩位比并不高,全天中三次及以上行程目的地内的桩位比较大;快慢充比例较大的区域一般为停车时长较短而充电需求较大的区域,居住区也有快充需求;当电动汽车数量不变时,随着车辆最大续驶里程的增大,桩位比并无明显变化规律,快慢充比例逐渐减小。     

基于区块链的电动汽车有序充电应用方案

2018年国内新能源汽车保有量达到180万辆,电动汽车产业步入加速发展的“快车道”,但是居民区等人口密集地区仍存在充电设施安装难、充电难等问题。因此,有必要探索推广有序充电服务,结合新建小区配套供电设施与老旧小区改造增容情况,提高资源整体利用效率。通过利用先进、可靠并去中心化的区块链技术理念,研究基于区块链特征匹配与充电桩共享经济下的共享经济运营模式及业务,形成一整套有序充电智能调度平台和互动软硬件,引导电动汽车低谷充电、错峰充电、排队充电,提升电网设备和客户电力设备利用率,满足不断增长的规模化、多样化充电需求,促进清洁能源消纳。     

基于区块链技术的电动汽车和分布式能源并网协调策略

针对电动汽车和分布式能源并网问题,提出了一种基于区块链技术的协调策略。依据区域电网总冗余电量和电动汽车总需求电量随时间变化的信息,引导电动汽车分时段前往不同充电站充电,实现区域内分布式能源发电全部消纳。充电站采用自主申请、智能合约审批、通告全网的方式进行电价竞争性调整,消除了人为意识干扰,降低了合谋风险。最后通过案例分析验证了本文所提出的价格引导策略对电网稳定性和区域所有充电站总收益提升的作用,论证了其可行性。所提出的协调策略切合未来电动汽车和分布式能源并网的发展需求,为区块链技术在相关领域的运用提供了参考。     

基于嵌入式Linux的电动汽车交流充电桩的设计

介绍了基于嵌入式Linux操作系统的电动汽车交流充电桩设计方案。文中阐述了充电桩的功能需求和整体硬件实现方案以及软件实现流程图。其中软件实现包括充电桩读取电能表的数据程序、IC卡读卡器的数据提取程序以及充电桩与后台监控系统的以太网通信流程。该电动汽车交流充电桩符合目前国内相关标准,通过实验测试,可以实现对电动汽车的充电控制任务。     

具有安全防护功能的电动汽车充电桩控制装置

针对传统电动汽车充电桩控制装置在电力通信过程中传输数据容易被非法截获等安全性问题,设计了一种具有安全防护功能的电动汽车充电桩控制装置。介绍了硬件结构和软件结构设计。电动汽车充电桩控制装置采用了先进的数据加密技术,增加了安全存储单元,可以有效防止传输数据在通信过程中被非法截获或篡改,保障了数据的完整性和机密性,具有很高的实用价值。     

电动汽车充电设施的设计与探讨

电动汽车是一种发展前景广阔的绿色交通工具,是解决能源和环境问题的重要手段。电动汽车充电站为电动汽车提供能源补给,是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。结合已建成投运的扬州吴州路电动汽车充电站实际情况,介绍了吴州路电动汽车充电站内的CEV1000智能充电运行管理系统的功能及组成,对未来电动汽车商业运营管理模式进行了探讨。     

基于RFID技术的嵌入式充电桩电磁耦合器设计

嵌入式充电桩电磁耦合器是实现充电桩的感应电能智能控制和传输的重要部件,设计充电桩设计的核心。通过对电磁耦合器的优化控制设计提高充电桩电能输入输出的稳定性。提出基于RFID技术的嵌入式充电桩电磁耦合器设计方法,进行嵌入式充电桩的充电原理分析和系统的总体设计描述。在平板式电磁耦合器基础上构建嵌入式充电桩电磁耦合器电能传输的拓扑结构,基于RFID无线射频识别技术进行嵌入式充电桩电磁耦合器的电路集成设计,采用自适应加权耦合控制进行嵌入式充电桩电磁耦合约束参量的优化控制,提高输出性能。实验结果表明,该系统具有较好的智能充电控制能力,对电动汽车的充电效率较高,提高了智能充电桩的电能传输效率。     

基于AHP-熵权法的电动汽车充电站运行能效评估

根据我国电动汽车充电站运行特点,参考相关标准和技术规范及现实因素,从供电可靠性、充电设备效率、电能质量、运营状况及为电网提供辅助服务的能力等5个方面出发,建立电动汽车充电站运行能效评估指标体系,提出基于AHP-熵权法的电动汽车充电站运行能效评估模型,将定量指标和定性指标分别进行规范化处理,应用AHP-熵权法综合考虑指标的主观权重与客观权重,从而实现对电动汽车充电站运行能效水平的综合评估。针对武汉地区4个运营中的电动汽车充电站进行了运行能效评估,结果表明,基于AHP-熵权法的电动汽车充电站运行能效评估模型能够为电动汽车充电站的建设和经济运行提供参考依据。     

电动汽车充电桩对电能质量和电磁环境的影响

通过研究电动汽车充电原理,分别建立了交流和直流充电桩电路模型,分析了多台电动汽车充电时对电流谐波畸变率和功率因数的影响;建立了电动汽车充电桩传导和辐射EMI噪声模型,分析了噪声生成机理及其传输路径。理论分析与实验结果表明,随着充电台数的增加,交流充电桩的电流谐波畸变率增大、功率因数不变,直流充电桩的电流谐波畸变率不变、功率因数增大,且直流充电桩频段在25 Hz~1 kHz和5~50 kHz时产生强烈的EMI噪声。     

基于充电行为分析的电动汽车充电负荷预测

本文基于南方某市的电动汽车充电数据,得出各类型电动汽车在不同日期类型的充电开始时间、充电电量、充电功率的分布规律,采用蒙特卡洛算法模拟计算了该市2021年各类型电动汽车工作日与休息日的充电负荷情况,结果表明,电动私家车在休息日的午间和凌晨充电负荷要高于工作日;该市电动出租车在工作日与休息日的充电负荷占比分别为60.42%,58.55%,在三类型车中始终最大。电动私家车工作日与休息日充电负荷曲线有较大差异。电网总负荷会在19点达到最高峰,本文验证了电动汽车的大规模引入会增加电网的峰值和峰谷差,同时将充电行为数据拟合为公式,旨在为未来的电网扩容建设和对电动汽车的有序充电控制提供帮助。     

基于CNN和LSTM混合网络的电动汽车充电桩运行状态预测方法

随着电动汽车的大规模发展,公共充电桩运行数量和充电量逐年增长。然而,充电桩运行始终存在故障频发、运维难度大和维修成本高等问题,并且传统故障检测方法效率低下。因此提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合网络电动汽车充电桩运行状态预测方法,可以实现对电动汽车充电桩运行状况的综合评估。在特征数据输入阶段,对充电桩运行状态的关键指标进行分析,通过CNN提取运行状态影响因素的特征量,再利用LSTM判断和预测充电桩运行状态,从而实现对充电桩潜在故障的预警。试验结果表明,该方法预测准确率高、实用性强,能较准确地反映和预测充电桩的运作状态,可实际用于充电桩故障预测与运维检修。     

用于电动汽车直流充电桩的能效计量方案研究

为计量及评估直流充电桩的能效水平,文中设计了一种用于电动汽车直流充电桩的能效计量方案。该方案通过结合经济性、准确性等因素设置能效计量点,选择性能适用的电能表,达到对充电过程中各部分电能损耗及总体能效的实时计量,且量值可溯源。依照方案进行充电桩模型仿真并实际测试直流充电桩,得到相关波形及数据,可对其能耗进行计算分析。将理论损耗分析结果与仿真及实测结果进行对照,可研究检验计量方案的准确性,并为电动汽车充电的节能降损工作提供依据。