考虑分布式电动汽车参与电网调峰的配电网规划

大量电动汽车接入网络为电力系统的经济可靠运行带来了新的机遇和挑战,含V2G功能的电动汽车充电站可利用闲置的电动汽车作为储能装置在用电高峰期将电能反馈回电网,实现电动汽车作为移动式分布储能单元参与电网的调峰.从供电公司和电动汽车充电站投资商的角度出发,以配电网规划区域电动汽车充电站投资、变电站和线路投资、网络损耗与电动汽车参与电网调峰所增加的附加费用之和最小为目标,建立考虑电动汽车参与电网调峰的配电网规划数学模型,并以配电网经济可靠运行的各种限制为约束条件,实现配电网络的合理规划.最后通过算例分析结果证明了所提方法的可行性和有效性.     

考虑环境温度的电动汽车充电负荷预测

为了保证电动汽车充电负荷预测更加准确、合理,分析环境温度导致电池特性、空调能耗和道路状况的变化对电动汽车充电需求的影响。考虑环境温度因素,引入能耗因子计算单位里程耗电量,利用蒙特卡洛法计算单辆车的充电负荷需求,再累加到总的充电负荷曲线上。以2020年上海市电动汽车为例仿真计算,验证了在不同温度影响下,电动汽车充电负荷会发生明显的变化。     

考虑环境温度的电动汽车充电负荷预测

为了保证电动汽车充电负荷预测更加准确、合理,分析了环境温度导致电池特性、空调能耗和道路状况的变化对电动汽车充电需求的影响.考虑环境温度因素,引入能耗因子计算单位里程耗电量,利用蒙特卡洛法计算了单辆车的充电负荷需求,再累加到总的充电负荷曲线上.以2020年上海市电动汽车为例仿真计算,验证了在不同温度影响下,电动汽车充电负荷会发生明显的变化.     

利用风能对电动汽车充电的经济性分析

利用风能对电动汽车充电是一种有效利用清洁新能源的方法,对其进行经济性分析是研究其可行性和时效性的重要保障.将上海浦东新区作为扶植电动汽车产业的实验区,对其配套设施和运营进行了经济测算.得出以下结论:利用风能对电动汽车充电比利用火电经济,投资回收期测算为11年,且随着排污费和煤价的升高,投资回收期将会缩短.     

电动汽车充放电特性及其对配电系统的影响分析

随着电动汽车技术特别是电池技术的发展和一些发达国家在政策方面的大力支持,电动汽车在最近几年得到快速发展.大量电动汽车的广泛应用肯定会对电力系统尤其是配电系统产生影响,因此就很有必要研究电动汽车充电时的需求特性和电动汽车接入网络(Vehicle to Grid,V2G)时的放电容量曲线.在此背景下,采用蒙特卡洛仿真方法首...     

基于RFID技术的电动汽车电池管理方法

提出一种充放储一体化换电站中电动汽车电池的管理策略,给出RFID技术对电动汽车电池的管理方法,探讨能量单元高级管理平台软件.利用RFID管理技术实现电动汽车电池信息全程可追溯,可以提高电动汽车电池信息的采集速度与更换电池作业效率.该方法在电动汽车电池的SOC预测、换电站和梯次储能站与电网之间的功率流动控制等方面都有良好的应用前景.     

Future penetration and impacts of electric vehicles on transport energy consumption and CO<Subscript>2</Subscript> emissions in different Chinese tiered cities

This study focuses on the penetration of electric vehicles (EVs) within the private passenger vehicle market in selected Chinese cities categorized into different tiers. It presents an analysis of factors driving the market diffusion of EVs and the reasons for varying results across the investigated cities and provides estimates of related EV impacts on local energy consumption and CO₂ emissions. A nested multinomial model incorporating technological attributes of vehicles, energy prices, charging conditions, and incentive policies was developed for conducting a scenario analyses covering six cities. The results indicated that in a stagnation scenario in which policy support was absent, the market share of electric vehicles would be less than 7% in all six cities under investigation by 2030. In medium growth and rapid growth scenarios, the market share of EVs across the six cities was projected to be within the ranges of 29%–68% and 49%–80%, respectively. The impacts of EVs on gasoline demand depended not just on their cumulative sales but also on the share of electrified vehicle distance, and the CO₂ emission reduction effect was influenced by local EV stocks and the mix of local electricity sources. Battery costs, charging conditions, and energy prices were primary driving factors. Charging conditions and energy prices were key reasons for differences in the penetration curves among cities. These driving factors were further affected by differences in local income levels, housing and parking conditions, and availability of land resources. Subsidies were found to be effective in the short term, whereas in the medium term, tax breaks could serve as the main monetary incentive. In the long term, national policy should focus on technology-related R&D, whereas local policies should focus on the operational phase and be tailored to specific local situations.     

电动车无线能量互充系统及其恒流控制

针对电动车行驶途中可能出现电量不足的突发情况,提出了一种新的能量互充系统,用有富余电量的私人车辆或者专门提供能量补给服务的车辆为缺电车辆提供应急性能量补给。给出一种结构对称和参数对称的主电路拓扑,并引入移相控制策略来实现恒流充电。建立了系统的等效电路模型,推导出了发射端逆变器移相角与充电电流、发射线圈与拾取线圈距离之间的函数关系式。仿真和实验结果均验证了该系统及控制策略的可行性。     

圆柱18650锂离子动力电池放电及温度特性

能耗和环境问题促使电动汽车快速发展, 锂离子电池在电动汽车储能系统中具有重要的作用. 锂离子动力电池的特性与环境温度紧密相关, 倍率放电容量特性、荷电状态-开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标, 也是电池管理系统设计需要参考的重要参数. 该文对圆柱18650三元锂离子动力电池进行了相关的性能试验, 研究了单体和电池组开路电压变化规律、不同放电倍率下的电池容量和不同温度下的电池容量, 为荷电状态估算方法的研究及电池管理系统设计积累了数据.     

智能电网中终端用户的双向能量交易算法

针对智能电网中配备有可再生源收集装置和储能电池的终端用户,基于能量收集的随机性、电价变化和电池的存储能力,研究终端用户与电网的双向能量交易问题,目的 是最大化用户的收益.采用李雅普诺夫优化理论提出的实时算法复杂度低,且不需要知道用户能量需求、电价变化和可再生源到达的统计特性.理论分析表明,所提算法可使优化目标无限趋于最...     

基于实时电价的多目标电动汽车控制策略

在实时电价的电力市场机制下,综合考虑了电网侧和电动汽车车主双方利益,建立了电动汽车群接入电网后的控制模型.该模型以电动汽车群接入电网后负荷曲线峰谷差最小及电动汽车车主收益最大为优化目标,并以电池充放电功率和可用容量为约束条件,采用粒子群算法进行了优化求解,得出了电动汽车群与电网的交互功率曲线.最后,通过仿真实例验证了所建构模型的正确性和有效性.     

基于改进的人工蜂群算法的微电网储能系统容量优化配置

由于风光能源具有间歇性和波动性的特点,对电网的电能质量造成了不良影响,因此提出了一种微电网的储能容量优化配置方法。首先,建立以用户用电费用最低、储能能量损失最小及风光能源的波动性最小为目标的微电网系统模型;然后,提出了一种改进的人工蜂群算法求解模型,通过不同的算法对无储能、单储能及混合储能3种储能方案模型进行求解分析;最后,采用熵权法找出适用于微电网的最佳储能方案。实验结果表明,改进的人工蜂群算法能够求解微电网模型且不易陷入局部最优,并通过熵权法得出了蓄电池和超级电容的组合适合作为微电网储能系统的结论。     

微电网混合储能系统研究

针对微电网中传统蓄电池储能系统循环寿命短、电压波动大、功率密度低等问题,提出了一种由蓄电池和超级电容器构成的混合储能系统及其控制方法。充分利用两种储能元件的优势,通过设计均压控制策略、功率控制、V/f控制等手段,实现了各蓄电池和超级电容器单体的均压控制;最后建立Matlab/Simulink模型对系统进行仿真。结果表明,该方法减缓了电网负载波动时蓄电池的电流波动,减小了直流母线的电压波动,验证了该方法的可行性。     

电动汽车电池管理系统和剩余容量计研究

目的研究和开发电动汽车电池管理系统,实现铅酸储能蓄电池的剩余容量计量技术。方法通过对电动汽车铅酸储能电池基本电化学特性分析,采用了以安时法－Ｐｅｕｋｅｒｔ公式－开路电压法为基本算法,进行电池管理系统的开发,同时考虑了温度、自放电、使用循环寿命等因素对铅酸电池剩余容量预测的影响。结果所开发的管理系统铅酸电池剩余容量静态充放电实验计量误差小于５％,提供给驾驶员一个较准确的剩余容量,并对电池组中每声池进行监测,对铅酸电池的过放电和过充电等非正常工作情况及时报警,实用性强。结论电动汽车电池管理系统可以有效延长电池的使用寿命,优化电池能量的利用,提高电动汽车的性能。     

家庭智能用电系统的实现方法

家庭用户作为电能使用的重要群体,其智能化实现是智能电网实现的基础。从4个方面研究家庭式智能电网的具体实现方法,家庭式发电系统的实现,利用太阳能等新能源,供给家庭使用,降低家庭用电对电网的依赖性;电池能量有效的管理,采用蓄电池储存电能,在需要的时候释放电能,实现用电的调节功能;电动汽车的使用,既可作为交通工具也可以作为能量交换装置;电能优化的管理,在浮动电价的情况下,不降低电能使用质量的同时,实现使用费用最低。智能化家庭用电系统不仅可以实现家庭内部电能的优化使用,还能促进整个智能电网的稳定、安全、经济运行。     

基于多用户共享的家庭能源管理系统

多用户共享蓄电池下家庭能源管理系统(HEMS)的电气设备运行调度,可以使电费减少。首先,对家庭中柔性负荷和储能设备进行建模,目的是使得家庭设备运行调度模型的用电费用最小,建立具有经济性的目标优化模型。数学建模的过程中考虑了光伏(PV)发电和储能设备的影响,并允许向大电网出售剩余电力。其次,对小区的每一个用户先分别计算各自独立的一天用电费用,再计算多用户共享下的一天费用。最后,通过仿真对比二者优化调度结果的费用,以验证优化方法的正确性和经济性。     

Integrated energy-oriented cruising control of electric vehicle on highway with varying slopes considering battery aging

Eco-driving strategies for vehicles with conventional powertrains have been studied for years and attempt to reduce fuel consumption by optimizing the driving velocity profile. For electric vehicles(EVs) with regenerative braking, the speed profile with the best energy efficiency should be different from conventional vehicles. This paper proposes an energy-oriented cruising control strategy for EVs with a hierarchical structure to realize eco-cruising on highways with varying slopes. The upper layer plans the energy-optimized vehicle velocity, and the lower layer calculates the torque allocation between the front and rear axles.However, the resulting speed profile with varying velocity may cause a high charge and discharge rate of the battery, resulting in rapid battery fading. To extend the battery life, we make a tradeoff between the energy consumption and wear of the battery by formulating an optimal control problem, where driving comfort and travel time are also considered. An indirect optimal control method is implemented to derive the optimal control rule. As an extension, the control rule for avoiding rear-end collisions is presented and simulated for driving in the real world.     

CO2的能源化利用技术进展与展望

在当前碳中和背景下，人类向着“少碳、用碳与无碳”的CO2减排之路前行。CO2捕集、利用与封存技术（CCUS）作为最直接的“碳中和”技术策略，为促进大气CO2净减排发挥了重要作用。然而，当前CCUS技术普遍面临着低效率、高能耗、高成本的技术难题，限制了该类技术的大规模应用与推广。近年来，随着可再生电能的不断发展，CO2减排与能源体系耦合的电池技术、储能技术应运而生，这类CO2能源化利用技术有望解决当前CCUS技术体系高能耗、高成本的技术难题，同时有利于新能源的周期性消纳。然而，在这类CO2能源化利用技术中，主要是将CO2作为一种能源介质，对外输出的能量并非来自CO2本身。但是值得我们注意的是，CO2转变为碳酸盐的过程是化学位降低的反应过程，意味着CO2本身也是一种潜在的能源，本文作者正是利用这一热力学有利的反应，成功开发了利用CO2本身蕴含的能量进行深度发电的CO2矿化发电技术，并在最近的研究中将CO2矿化电池的最大功率密度提升至了96.75W/m2。本文依据反应原理对上述提到的CO2能源化利用技术进行了分类总结和探讨，并提出未来CO2能源化利用的发展建议，旨在为CO2减排的碳中和路径提供思路参考。     

电池储能系统充放电控制策略仿真研究

在含有多类电源的供电系统中,对电池储能系统进行良好的控制可以使供电系统更为安全、稳定与经济的运行。基于储能电池充放电过程中的动态响应速度和控制性能,采用双闭环PI控制搭建了双向半桥DC/DC变换器,并在MATLAB/Simulink中搭建储能系统的整体模型,对储能电池的充放电控制过程进行了仿真实验。实验结果验证了模型的正确性以及控制算法的可行性和有效性。     

锂硫电池负极保护策略研究进展

锂硫电池因具有能量密度高、成本低等优势,成为未来电动汽车和新型储能设备的潜在选择.负极保护成为近期研究热点,通过负极优化可有效缓解锂枝晶带来的电池循环寿命降低问题.从电解液添加剂和负极结构设计两方面介绍了锂硫电池负极保护的策略,并对其作用机理进行简述.最后,对锂硫电池负极保护的策略发展进行展望.