储能型电动汽车充电站研究进展

电动汽车作为重要的用电侧用能群体,在智能电网研究领域有非常重要的意义。储能环节接入电力系统后,可以通过有效的需求侧管理,进一步降低甚至消除昼夜间峰谷差,平衡电动汽车等大规模集群负荷对电网的冲击和影响,同时还能降低供用电成本,提高系统运行的稳定性。基于此,对近年来电动汽车储能型充电站的发展进程、电动汽车储能型充电站的主要组成部分等研究进行了重点综述与展望。     

考虑电动汽车停泊特性的充电站-电网互动策略研究

研究充电站与电网之间的互动,对改善电动汽车的无序充电行为具有十分重要的意义。提出了一种考虑电动汽车停泊特性的充电站-电网互动策略。首先,基于历史数据,配电网运营商优化分时电价,以减少负荷波动。其次,考虑到电动汽车的停泊特性,充电站根据配电网运营商发布的充放电价格控制电动汽车的充放电功率。最后,配电网运营商通过动态重构策略改变配电网的潮流分布,以提高电压质量并降低线路损耗。基于IEEE-33节点配电网系统进行了仿真,仿真结果表明所提的互动策略可以提高充电站的利益,并能降低配电网的网损。     

计及电动汽车充电站接入的配电网承载能力评估与优化

电动汽车充电站广泛接入到配电网中是实现电动汽车大规模推广应用的关键之一。为了评估与评价电动汽车充电站的接入对于配电网的影响,本文根据所提出的配电网承载能力评估指标体系,针对电动汽车充电站的充电方式与位置特点等分别建立电池更换站、居民区充电站、公共场所充电站的概率负荷模型。利用基于模糊理论、熵权法、层次分析法的综合评价方法对评估指标体系进行评分。在此基础上提出了一种优化配电网承载能力的重构方法。最后以IEEE 33节点配电网为算例对配电网承载能力评估指标体系与优化算法的可行性进行了分析和验证。     

计及电池使用寿命的电动汽车充电站储能容量配置方法

电动汽车充电站接入配电网不但增加电网的扩容压力,而且充电站较大的负荷峰谷差造成设备利用率低。通过配置储能电池可有效降低负荷峰谷差,提高设备利用率。但储能电池的容量决定投入的成本,需要寻找最合适的容量达到成本最低的目标。由于储能电池寿命影响电池更换时间,需要准确估算储能电池在频繁不规则充放电状态下的寿命周期。本文采用雨流计数法统计电池工作周期内的充放电深度,并根据等效循环寿命曲线建立电池寿命损耗模型。以充电站日成本最低为目标,综合考虑充电站配电网的投资成本、储能系统的投资成本、维护成本及整体的运行成本,利用粒子群优化算法求解最优容量,最后对比不同类型充电站在不同场景下配置储能的价值。     

飞轮储能式电动汽车充电站的分布式协同控制策略

电动汽车的大功率充放电对于电网而言是大功率脉冲式负载,突发式负载对电网危害较大。为此介绍了一种基于飞轮储能系统（Flywheel Energy Storage System, FESS）的电动汽车快速充电站,并给出了一种分布式协同控制策略。该控制策略采集了快速充电站内不同设备点处直流母线电压信息以平衡网侧变换器、电动汽车充电器以及FESS间的功率,采用两级控制方法,二级控制器基于电压观测器,利用动态一致性算法不断调整该设备点的直流母线电压。最后采用dSPACE进行实时仿真验证了该控制策略的优越性。     

电动汽车充电站储能优化配置研究综述

针对电动汽车充电站负荷利用率低,给配电网和变压器造成巨大压力等问题,研究了储能系统的优化配置。从电动汽车无序充电和有序充电两个方面分析了充电站的负荷特性,对充电站的储能容量配置进行了简单的分析探讨,包括储能电池、容量配置以及功率配置并总结了储能配置的优化运行问题。分析可知,在电动汽车充电站合理配置储能系统可以较好地平抑负荷波动,缓解对电网的冲击。     

计及不确定性因素的分布式电源与电动汽车充电站协调优化

高渗透率分布式电源与电动汽车负荷接入配电系统给电网的安全经济运行带来了显著影响。基于这一背景,文中对传统配电系统规划模型进行改进,使其能有效应对配电系统中分布式电源与电动汽车充电站的协调优化问题。应用离散化的多状态模型表征可再生资源的不确定性,构建以系统网损最小为优化目标的协调配置模型,并使用二阶锥松弛技术对所建优化模型进行等价处理。基于IEEE 33节点配电系统,对所建模型的有效性进行验证,结果表明所提方法可有效计及可再生资源不确定性的影响,制定满足工程实际应用需求的协调优化方案。     

考虑电动汽车充电负荷及储能寿命的充电站储能容量配置优化

提出了一种优化电动汽车充电站储能容量配置的方法。该方法考虑了季节性电动汽车充电负荷波动与光伏出力之间的关系,并且考虑了储能寿命。论文利用蒙特卡罗法考虑了不同类型电动汽车的多种影响因素,对整体负荷进行预测。以每日运行成本最低为优化目标,在考虑四季光伏出力和储能寿命的影响下,采用了3种算法对目标函数进行优化,以得到最佳的光储充电站储能配置方案。研究以西北某地区为例。结果表明：冬季下综合成本为3.043 2×106元,相比于其余3个季节综合成本最低;采用遗传算法时,在综合成本相差不多时,获得的储能配置最优,储能容量为22.82 MWh,储能功率为7.31 MW,从而得到光储充电站最优的储能容量配置。     

电动汽车充电站变压器容量及储能优化配置

为提高电动汽车充电站的经济性,需要结合储能系统对充电站容量进行合理配置。通过调研电动汽车的实际充电数据分析充电站的负荷特性,得知不同规模的充电站应配置不同容量的储能系统。利用惩罚因子,以充电站年净收益为优化目标,在未配置储能和配置储能的情况下分别建立了充电站容量配置模型并利用数学方法对其进行求解。算例结果表明,本文提出的充电站配置模型的有效性和可行性。     

电动汽车充电站设计研究

电动汽车是未来汽车发展的必经之路,而充电站的建设是电动汽车发展的前提和保障。针对目前电动汽车电池续驶里程短、充电时间长以及充电机对电网造成谐波污染的问题,提出一种电动汽车充电站设计方案。该方案采取电池组阵列储能,通过直流充电和更换动力蓄电池的组合充电模式,借助电池管理系统,实现多接口、多模式的电动汽车充电。     

考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站规划

针对电动公交车充电站的最佳充电容量难以确定及其充电效率低的问题,提出了一种在站址既定情况下考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站优化规划方法。首先,根据电动公交车的发车状态模拟电动公交车日常运行中的电能消耗,生成电动公交车的总运行负荷时序曲线;然后,基于生成的运行负荷时序曲线,构建充电需求度指标,制定电动公交车的充电调度机制;最后,在满足电动公交车充电需求的同时兼顾充电站精细化规划的要求,建立以充电能力最强、投资运行成本最小、光伏能源综合利用指标最大为优化目标的充电站多目标优化规划模型,并采用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,以确定电动公交车充电站的充电桩数量以及光伏发电系统和配电变压器的容量。工程实例分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

电动汽车充电站负荷建模研究

电动汽车是汽车行业未来的发展方向,充电站作为电动汽车的配套服务设施,其建设也在积极进行。通过仿真分析了基于PWM整流+DC /DC变换器拓扑的单台充电机负荷特性,得到其负荷特性数学模型。基于该负荷特性利用数学模型进行分析,对影响充电站负荷的多种随机性因素分别进行了概率建模。在此基础上,利用蒙特卡罗建模方法,综合考虑了充电站负荷的各种随机性因素影响,得到了反应充电站时变性的静态负荷模型并给出了其不同渗透率情况下的日负荷曲线。     

电动汽车快充对配电网的风险研究

电动汽车快速充电行为将会对电网产生巨大的影响,探讨电动汽车快充对电网的安全风险具有重要意义。考虑电动汽车接入对电网的影响,从多方面风险指标体系出发,建立立体化的风险指标。通过K-L变换进行信息融合,并运用基于多属性决策的节点重要性综合评价方法进行综合评价,得到各电动汽车占有率下的电网综合风险排序。研究结果表明:通过综合风险评估方法得到,不考虑电动汽车带来的经济收益时,电动汽车随着占有率的增大,对电网带来的风险越来越大;当考虑电动汽车带来的经济收益后,电网的风险会在某个区间相对更大,对某一区域的快充电动汽车容纳数量具有一定的指导意义。     

计及电动汽车充电模式的主动配电网多目标优化重构

电动汽车的入网会影响到电网的经济性和安全性,而配电网重构是电网优化运行的有效措施。根据主动配电网(ADN)的特点,提出了含分布式电源(DG)和电动汽车充电的优化重构模型。通过有功网损灵敏度确定DG的安装位置和容量,构造出DG出力和EV充电的多时段概率模型。建立有功网损、电压偏移指标(VSI)和开关操作次数的多目标优化数学模型以确定系统的最佳重构方案,并在IEEE33节点标准配电系统中,采用引入小生境技术的改进多目标粒子群算法(IMPSO)进行计算,提高了算法的全局寻优能力。考虑了电动汽车无序充电和智能充电两种模式,对比不同场景下得出的结果,验证了该方法的实用性和有效性。     

内嵌运行优化与动力电池梯次利用的光储充换电站多阶段规划

针对目前电动公交车充换电站规划过程中未充分考虑建设方案的过渡过程、运行策略与规划的交互影响、退役动力电池的充分利用等问题,提出了一种内嵌多时间尺度运行优化与动力电池梯次利用的光储充换电站多阶段规划方法。充分考虑不同的时间尺度,构建包含动力电池与储能单元多阶段容量配置、阶段内设备使用方案确定与日内优化运行的3层优化框架;分别针对容量配置和日内运行构建优化数学模型,并制定动力电池正常使用、预备退役、梯次利用直到淘汰的具体使用策略;基于充换电站规划与运行的相互作用关系,提出一种嵌套优化的求解方法,分别采用变种群规模的遗传算法和CPLEX求解器求解上、下层优化模型。通过算例仿真分析验证了所提模型和方法的合理性与有效性。     

电动汽车快速充电站的储能缓冲系统控制策略

利用储能缓冲系统补偿电动汽车快速充电的脉冲功率,能够减小快速充电站接入对配电网的不利影响。研究含储能缓冲系统的快速充电站结构、不同类型蓄电池的快速充电功率特性,提出计及配电网有功变化率限值的储能缓冲系统运行方式和电流控制策略。结合快速充电站配置,推导储能缓冲系统的运行参数,进而设计储能系统元件参数。利用Matlab/Simulink搭建含储能缓冲系统的快速充电站模型,分析不同电动汽车脉冲充电功率下储能缓冲系统动态特性,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

考虑充电功率的电动汽车快充站充电设施优化配置

为实现电动汽车快充站内的经济建设,同时分析充电功率在充电站规划中的影响,提出了一种电动汽车快充站充电设施优化配置方法。以电动出租车为例,分析其出行特征,并基于排队论分析各个时段内站内排队系统的运行指标,建立分时段的用户等候时间成本计算模型。以充电站投资成本和用户等候时间成本之和最小化为目标函数,建立考虑装置利用率、排队时间、配电容量和占地面积的充电设施配置优化模型,在模型中同时对充电设施的充电功率和数量进行优化,实现快充站内社会成本的最小化。通过算例验证所提方法的可行性以及优化充电功率的经济性。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略.首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率.其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方...     

电动汽车充电站运营模式探析

电动汽车充电站为电动汽车运行提供能量补给,是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施.分析了电动汽车充电站整车充电、更换电池两种运营模式,探讨了具体运营过程及盈利方式.从其自身的竞争力、盈利方式及对电网运行的影响等三个方面对这两种运营模式进行了比较分析,最后得出以更换电池为主、整车充电为辅的运营模式将成为我国电动汽车充电站未来发展的主流模式.