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。     

基于合作博弈的电动汽车换电站优化配置

针对目前电动汽车换电站(battery swapping station,BSS)规划决策中对"车-网"交互及其利益分散性考虑不足的问题,提出了一种基于合作博弈的电动汽车换电站优化配置方法。首先建立了同时计及充放电过程的BSS运行时序仿真模型;在此基础上,基于合作博弈理论,考虑电力系统安全运行及电动汽车用户的换电需求等方面约束,提出了以BSS和配电网公司(distribution company,DISCO)联盟收益最大为目标的换电站优化配置模型。该模型通过引入改进的DP指标(modified disruption propensity,MDP)分配机制对联盟收益进行合理分配,能够综合决策BSS的最佳电池配置数量、充电机数量以及各时刻的最优充放电功率。由于所建模型属于典型的混合整数非线性优化问题,采用M ATLAB中的YALM IP工具箱对此进行求解。最后,以某地区实际配电系统为例,验证了模型的可行性与有效性。     

电动汽车换电站电池系统更换策略研究

<正>目前国内典型的电动汽车换电站主要有海口龙华电动汽车换电站等,为电动出租车提供充换电池服务。其他采用换电池模式的充换电站主要是在北京奥运会、上海世博会等有特殊需要的场合应用。电动汽车换电站是利用充满电的蓄电池,更换已经耗尽的蓄电池,其更换电池全程仅需4~6分钟,有利于提高车辆使用效率,也提高了用户使用的方便性和快捷性。但随着动力电池技术发展,国内外相关技术标准的更新,旧电池系统面临着无法满     

电动汽车充换电站运营优化探究

针对电动汽车充换电站目前运营状况,通过实例分析得知充换电站的综合使用率不高、市场化程度低、充电价格不定导致产生的经济效益不理想。     

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。     

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。     

基于换电和电池租赁模式的纯电动汽车运营成本评估及预测研究

在纯电动汽车示范运营中,动力电池运营价格测算是开展电池租赁模式的重要前提,目前尚无成熟方法并缺少可靠数据。本文运用成本加成定价法和年金法,在裸车销售,电池租赁模式下,在充换电站建设、运营和电池租赁由两个主体承担的条件下,对电池运营价格进行了测算;同时,应用影响因素敏感性分析方法,结合北京市纯电动公交车实际运营数据,分析了电池系统价格、贴现率、年人工成本、年充电量和充电基础设施初期投资等因素对动力电池运营价格的影响,得出电池价格和充电量是影响运营价格的最敏感因素。根据连续4年的小型成熟二次锂电池价格历史数据和燃油价格趋势,预测并比较了未来几个四年电动汽车和传统汽车的运营费用,最终提出了未来电动汽车产业发展的建议。     

电动汽车充换电站交直流系统设计及优化

充换电站是电动汽车的能源补给基础设施,也是推动其产业化的重要因素之一。为指导电动汽车充换电站实际工程项目的交直流系统设计,给出了该系统参数计算、设备选择方法。首先对给定算例中的负荷进行统计和分类,并通过容量计算选择交流系统设备、通过阶梯计算法选择直流系统设备,同时应用此方法对数种方案进行计算,最后提出了交直流系统的优化措施。     

风火储电动汽车换电站联合优化调度

将电动汽车换电站作为一种灵活的储能设备纳入电力系统优化调度,建立风火储电动汽车换电站的联合优化调度模型。模型考虑火电煤耗成本、风电节能减排效益、换电站运营成本和备用容量成本,以系统运行成本最小为目标函数,采用CPLEX求解器对模型进行求解,以含1个风电场和5座换电站的10机系统为仿真算例。仿真结果表明：联合优化调度利用换电站有序充放电能有效平抑风电波动,降低电网调峰压力,提高电网风电消纳量,实现电能的有序高效利用。     

共享电动汽车混合充换电站选址优化

在未来城市中更换电池这种便捷、高效的方式将成为共享电动汽车补充电能的主要方式.为了建立效率高、成本低、电网友好型的混合充换电站,首先根据共享电动汽车的租赁规律以及功率、时间等充电数据,利用蒙特卡洛模拟方法预测共享电动汽车的充电负荷;然后,以共享电动汽车充换电站对用户捕获程度最大、配电系统网络损耗最小和配电系统电压偏移最小为目标,建立共享电动汽车混合充换电站最优规划的多目标模型;最后,采用改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标模型进行求解,得到Pareto最优解集.以25节点交通网络和IEEE 33节点配电系统为例,验证了所建模型的可行性,可为共享电动汽车混合充换电站的建设提供可行性经验.     

基于GA-PSO的电动汽车换电站时空双层充电优化策略

针对电动汽车(Electric Vehicle, EV)用户换电体验不佳、换电站备用电池组空闲、充电成本过高及配电网负荷特性恶化的问题,建立了兼顾EV用户、换电站和电网公司三方利益的时空双层充电优化模型。该模型采用双层时空解耦结构,上层模型以满足EV用户个性化需求为目标,重点解决空间尺度上换电站的选择问题。下层模型在时间尺度上采用一种两阶段优化策略,第一阶段以充电成本最小为目标重点关注电池组充电方案的制定问题,第二阶段虑及电网激励以配电网负荷波动最小和峰谷差最小为目标重点关注充电方案的优化问题。最后,采用Monte Carlo法模拟EV用户的换电需求,采用GA-PSO(遗传-粒子群算法)对提出的时空双层优化模型进行迭代求解。以某典型城区为例,仿真验证了所提模型与方法的正确性。     

基于两阶段智能优化算法的电动汽车换电站选址

在 “集中充电,统一配送”的电动汽车运营模式下,文章提出一种初选、精选两阶段优化方法,并运用该方法对某区域的电池更换站进行规划,表明该方法可行、有效。     

考虑电动汽车换电站不同充电模式的微网能量优化

将换电站作为可控负荷,根据分时电价差异引导其避峰填谷,减小微网系统峰谷差,提高运行效率。以微网最小运行成本为优化目标,通过改进遗传算法优化各微源出力以及换电站充电功率,对比分析了换电站不同充电模式对微网能量优化的影响。结果表明:换电站作为可调度负荷参与系统调节有利于微网对可再生能源的消纳,节省安装储能装置的成本,BSS串联运行方式下调度灵活,效益更好。     

基于强化学习的电动汽车换电站实时调度策略优化

随着电动汽车的应用推广,换电站的调度优化逐渐成为研究热点。传统的基于换电需求预测值的调度策略在实际应用中面临着难以适应动态干扰因素、预测误差累积等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于带基线的蒙特卡罗策略梯度法的换电站实时调度策略,用于优化换电站的充放电策略以及响应电池数量。提出了带基线的蒙特卡罗策略梯度强化学习,并为换电站实时调度问题选取合适的状态空间和动作空间;设计了奖励函数对智能体进行离线训练,从电池状态数据、分时电价和排队电动汽车数量中学习得到最优策略网络;在离线训练好的模型基础上进行实时调度策略测试。基于换电站的服务可用率和经济效益验证了所提调度策略的有效性和经济性,算例结果表明所提策略能对电网负荷起到一定的削峰填谷作用。     

电动汽车换电站设计模型的建立与优化

在全球能源问题越来越严峻的情况下,电动汽车的发展已经上升为国家战略,电动汽车换电设施是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施。紧密结合唐山北郊电动汽车换电站项目建设,研究换电站系统的工程设计计算模型和方法,对影响工程规模和运行经济性的主要参数:换电需求量、换电设计能力、换电工位数量、充电工位数量等进行工程建模优化分析计算;在理论分析计算的基础上,形成换电站的充换电系统标准建设方案,为本地区后续换电站的建设提供参考依据。     

含电动汽车换电站的微电网孤岛运行优化

由于风电、光伏等可再生能源具有间歇性,独立运行的微电网会经常出现功率缺额或过剩,给系统运行带来不利影响.对微电网内重要单元,如电池储能电站、电动汽车换电站、可中断负荷等分别进行了分析并建模,结合系统功率平衡、备用需求等约束,建立微电网独立运行优化模型,利用CPLEX软件求解该混合整数规划问题.算例中对以电动汽车换电站和电池储能电站作为储能单元的微电网分别进行讨论,结果表明,相比传统电池储能电站,电动汽车换电站作为储能装置,通过协调优化,可以提高微电网的可再生能源接纳能力,提高微电网可靠性,并更具经济性.     

基于模块分割式电池的换电站充电策略优化

换电模式因具有方便统一管理和利于快捷出行的特点,成为电动汽车不可或缺的一种能源供给模式,充分发挥换电模式的优势进行有序充电对换电站的发展具有重要的意义。在采用K最邻近算法对考虑变量间存在耦合关系的出行数据进行拟合的基础上,建立以电池间的状态转移关系为主要约束条件,以换电站的运营净利润为优化目标的模块分割式换电站有序充电模型,最后采用CPLEX求解器对该混合整数规划问题进行求解,并结合不同的电价策略加以分析。算例结果表明,在不同的电价策略下,相较于整车式换电站,模块分割式换电站在提高运营净利润方面具有明显的优势,且合理的电价策略能更加充分地发挥换电站的削峰填谷作用。     

基于微电网的电动汽车换电站运营策略

提出了一种基于微电网的电动汽车换电站运营模式,建立了换电站充放电模型。根据换电站内充放电装置和电池组的约束,结合含有风电、光伏、燃料电池、微型燃气轮机、柴油发电机等电源的微电网,提出了含电动汽车换电站的微电网优化调度策略,并将换电站接入模式与传统储能电站接入模式进行了对比。算例表明,换电站也可以发挥削峰填谷的作用,且更具经济性。最后对市场容量、换电池价格及可再生能源渗透率等因素对经济性的影响进行了分析,提出的激励指数可为换电池价格、电池租赁价格的制定提供参考。     

一种基于单元数量控制的电动汽车充换电站电池充放电策略

电动汽车充换电站兼顾电力系统电源与负荷的双重属性,因而,充分挖掘其柔性、灵活的供需电特性,对其做出合理的充换电决策,具有十分重要的现实意义。传统的充放电控制策略以连续的充电电量为决策变量,然而,受电池荷电状态与数量限制,此类模型的最优解往往难以与现实对应。由此,基于日前分时电价,本文提出双向能量交换下以电池充放台数为决策变量的充换电站充放电二阶段优化控制方法,方法第一阶段以充换电站运行的最小支出费用为目标,在其基础上,第二阶段以站内满充电池数量最大为目标寻求最优充换电策略。以实际山东焦庄充换电站为例,比较了无序充电与本文有序充放电的充电负荷及费用支出,分析了本文提出的以电池充放台数为决策变量和传统方法以连续充电电量为决策变量的优化结果的区别,验证了本文提出方法的有效性。     

风光储电动汽车换电站多目标运行优化

针对可再生能源与电动汽车充换电负荷之间的协调优化问题,建立了含风光储发电单元的电动汽车换电站多目标运行优化模型。采用多种群和动态自适应策略,提出了一种改进的动态多种群多目标粒子群算法,对这一多维、多约束、非线性的多目标优化问题进行求解。以某地区实际电网数据进行算例仿真,验证了模型和算法的有效性。结果表明,优化后的风光储电动汽车换电站不仅可以实现可再生能源的就地消纳,而且有助于减小负荷峰谷差。