改进粒子群算法的电动汽车时空优化分配策略

兼顾待充电汽车的时间分配和空间分配,以每个时段每个充电站的充电电动汽车数量为决策变量,建立了集中充电时段内充电负荷方差和充电站充电汽车数量方差的数学模型.提出时空优化分配策略,使待充电汽车在时空上达到均衡分配,并在基本粒子群算法基础上结合了线性递减权重和异步变化学习因子方法.基于纽约州独立系统交易运行机构(NYISO)的原始负荷数据进行算例仿真.结果表明,文中提出的电动汽车集中充电调度策略在时空上优化分配待充电汽车,达到了降低负荷峰谷差、减小负荷波动的目的.     

基于用户综合满意度的电动汽车充电诱导优化模型

随着电动汽车(electric vehicle, EV)在城市交通系统不断普及，充电诱导服务成为在充电设施有限条件下解决充电问题的有效手段。在分析电动汽车用户充电满意度的基础上，提出一种综合用户绕行距离、排队时间和充电费用的电动汽车充电诱导优化模型。为准确推导用户在充电站的排队时间，充分考虑电动汽车用户充电站选择决策的相互影响，建立充电站运营状态预测模型。针对模型特点，结合免疫算法求解模型。通过面向多充电请求的优化算例验证模型的可行性和有效性，结果表明：通过求解模型可以获得用户综合满意度最大化情况下的用户最优充电站决策及其行驶路径；与绕行距离最小、排队时间最短和充电费用最少等单目标优化方案相比，所提模型的充电诱导方案的用户综合满意度分别提升了15.0%、 17.8%和11.4%。     

多因素下基于路网拓扑的电动汽车充电路径规划策略

随着电动汽车产业的发展,电动汽车的充电需求也日益增加.为了满足电动汽车用户充电多样性需求并提高充电设施利用率,本文在考虑出行距离、充电电价以及充电站排队情况等三种影响因素下构建混合整数线性规划模型,提出了一种多因素下基于充电站路网拓扑结构的电动汽车充电路径规划方法,为用户规划充电路径与充电站选择.首先,该方法在能耗约束的前提下基于Dijkstra最短路径算法进行充电引导,为求解多目标最优引入信息熵的概念来确定各参数影响权重.其次,针对用户充电需求的差异性问题,提出了三种不同目标下的规划方法以降低用户充电成本.此外,本文构建了站点随机充电服务排队模型并进行敏感性分析以研究充电站服务能力对充电成本的影响.以某地区路网为算例进行仿真,结果表明本文提出的方法能够有效降低用户充电出行成本并合理规划出行路径,验证了所提模型的可行性和有效性,对充电选择和站点配置具有一定的决策参考意义.     

物联网协调的电动汽车快速充电最优预约算法

电动汽车是未来社会经济可持续发展的必然选择,也是新能源汽车发展的主流方向。充电问题是电动汽车发展普及的重要技术障碍。为提高快速充电的效率,提出了一种有序充电的优化预约算法。给定一组发出快速充电申请的电动汽车,将实现不同的电动汽车与不同的充电站进行最优预约匹配,以确保最大数量的电动汽车能够在同一时段内成功预约到某个充电站。本算法解决的是避免排长队等待的问题,同时也是解决运筹学中一类配对问题的算法,该算法的有效性通过定理予以了证明。     

基于电价响应模型的电动汽车充电优化策略

大量的电动汽车接入电网充电需要考虑经济效益和系统稳定性的影响,为了减少由于电动汽车的无序充电对配电网负荷引起的较大波动,提出了一种基于电价响应和电网激励的电动汽车有序充电优化策略。首先,在充分考虑用户的充电需求和电网安全运行的基础上,以负荷最小峰谷差为目标函数,采用遗传算法求取峰谷时段电动汽车充电数量最优解;其次,构建了电动汽车峰谷电价优化模型,建立了电动汽车充电数量与峰谷电价之间的关系,实现了电动汽车充电价格的最优定价机制;最后,考虑到充电站运营商实施分时电价前后的总收益不受损害,引入了电网公司为减少负荷峰谷差而给出的激励机制。通过对算例的分析,提出了基于电价引导的电动汽车有序充电策略,在降低了运营商的购电成本和用户充电成本的同时,实现了系统负荷削峰填谷的目的,验证了所提控制策略在节约能源方面具有有效性和合理性。     

计及中等城市充电需求潜力与碳减排等效收益下的充电站规划策略

针对中等城市电动汽车充电设施过度分散、应用潜力未知等问题,构建动、静态充电需求结合的充电需求指标来分析不同区域的充电需求潜力.首先,基于区域充电需求潜力与充电站市场潜力、电动汽车用户出行数据等,提出中等城市充电需求承载力模型,结合马尔可夫链模型,构建充电需求潜力空间分布指数;其次,在考虑用户侧、充电站侧、电网侧成本与收益的基础上,构建区域充电站碳减排等效收益函数,通过免疫算法制定待选充电站选址定容方案;然后,采用熵权法改进的TOPSIS综合评价模型在保证电网接纳能力的基础上,确定相对最优规划方案;最后,选取中等城市湖北省宜昌市西陵区部分城区作为算例进行分析,通过IEEE33节点系统潮流计算检验规划结果的有效性和合理性,证明充电站能够在低碳减排方面带来高收益.     

基于ADMM的分布式有序充电调度算法

随着电动汽车数量不断增加,大量电动汽车的无序充电行为会导致电网过载和电池寿命损耗。虽然当前已有很多研究关注电动汽车的有序充电行为,但如何在大规模有序充电过程中实现最大化车主便捷性同时减少电池寿命损耗尚未被研究。研究关注充电便捷性和减少电池损坏的充电服务调度优化对充电站充电服务质量和用户满意度提升具有重要意义。笔者提出一个实时充电服务调度策略来协调大量电动汽车的充电行为,以实现最大化车主便捷性同时降低电池损耗。为减少充电过程中信息直接交换造成隐私泄露,同时降低算法计算复杂度,基于交替方向多乘子(ADMM,alternating direction method of multipliers)的分布式算法被提出。大量实验表明所提算法比已有算法有显著提升,能减少33.0%的电池寿命损耗和18.3%的电费支出。     

规模充电设施接入对配电网的影响及应对措施

梳理了国内电动汽车的政策背景和发展历程,以国家及北京市政府报告及规划文件的数据为依据,采取等比例放大的方法,预测了北京市2020年电动汽车的总量、各类电动汽车的组成数量、负荷总量和充电站规模,分析了规模充电设施接入对城市配电网的影响,提出通过有序充电引导、制定有效价格机制、合理优化充电站布局和引入新能源等措施,降低用户的电费成本,改善负荷特性,应对局部配电网充电功率聚集的问题.文中的仿真实例及对不同价格机制下充电电费的测算结果为上面措施的实施提供了依据.     

随机环境下电动汽车充电实时管理与优化控制算法

电动汽车的规模日益壮大，对其充电行为进行自适应管理成为亟待解决的问题.从充电服务商的角度出发，协同可再生能源和储能设备，并计及电网的时变电价和电动汽车充电可容忍时延，基于Lyapunov优化理论提出随机环境下的电动汽车充电实时管理和优化控制算法，旨在最大化充电服务商的利益，即最小化购电成本.理论性能分析证明，所提算法无需可再生能源出力、充电需求和时变电价的先验统计信息，就能使优化目标趋近最优值.仿真结果表明，该算法可以有效减少充电服务商的购电成本，相比于基准贪婪算法可降低27.3%.     

基于公平权重的电动汽车充电功率分配策略

为满足规模化电动汽车用户多样性的充电需求,提出一种基于公平权重的电动汽车充电功率分配策略.首先,在M/M/C/N排队模型的基础上加入优先级惩罚机制,初步优化用户等待时长和充电功率;其次,针对用户充电时的满意度问题,提出一种基于惩罚因子的用户满意度函数;最后,利用优化的熵权法在满足用户需求的前提下,将用户间的充电公平因子以权重的形式参与到功率分配中,实现对区内可用负荷的公平分配,并运用用户满意度函数对功率分配方法进行评价.仿真算例表明,新用户加入充电方式分配算法和基于公平权重的功率分配策略能进一步优化用户等待时长和充电功率;所提出的用户满意度函数也能有效地评价用户对充电站的态度,有助于各充电站改进服务,进一步优化用户体验.     

基于补偿激励的电动汽车与电网联合优化调度

为减少电动汽车(EV,Electric Vehicle)无序充放电对电网造成的冲击影响和促进新能源消纳,考虑EV集群的储能能力和可调备用负荷特性,提出一种基于补偿激励用户引导的电动汽车-新能源-区域电网联合优化调度控制策略。充分考虑车主充放电意向和所能接受的充电成本,建立EV充放电服务系统(EV-CDSS,Electric Vehicle Charging and Discharging Service System)。利用接入系统的EV集群储能作用,辅助区域火电,平抑区域电网功率的波动,改善EV无序充放电,并提高区域电网稳定性和节省EV充电成本。以典型的区域配电网负荷及风光电厂输出功率数据为例,通过仿真,验证了所搭建的EV-CDSS及控制策略的可行性和有效性。     

电动汽车快速充电站需求分析与设备优化方法

电动汽车快速充电站是城市未来重要的基础设施,其规划建设是否合理直接影响到城市交通体系的运行和电动汽车产业的发展.以城市电动汽车日充电量为基础对快速充电站总量进行了预测,通过分析电动汽车快速充电站车辆到达及充电时间的特征,引入了随机服务系统,建立了排队系统模型,计算了平均逗留时间和充电机空闲时间的比例等指标.采用愿望模型分析方法,优化确定充电站的设备数量,既减少顾客的等待时间、解决排队拥挤现象,又有效减少充电站的投资.最后通过MATLAB实例仿真验证了该方法的有效性.     

分档电价和碳配额激励的含电动汽车微电网优化调度策略

在含电动汽车（Electric Vehicle,EV）微电网的调峰调度中,实施分时电价或实时电价引导EV参与调峰,会导致EV过度响应或响应疲惫现象。为此,本文提出了分档电价协同碳配额激励机制下的含电动汽车微电网博弈优化调度策略。建立了微电网与电动汽车的主从博弈优化调度模型,微电网主体以运行成本最小和极小化负荷均方差为优化目标,考虑新能源发电完全消纳,针对等效净负荷水平制定分档电价并和碳配额协同激励,引导电动汽车在新能源发电余缺时充放电的适度响应;电动汽车用户从体响应微电网激励优化电动汽车充放电行为使其成本最小。采用粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)求解优化模型纳什均衡点,获得微电网侧最优分档电价和电动汽车调度策略的集合。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

中断情景下EV充电站与多类型充电桩联合布局优化

【目的】当前研究较少考虑中断情景与电动汽车（electric vehicle, EV）用户充电距离,且多是对充电站的选址进行规划。有鉴于此,在中断情景下将研究范畴拓展至充电站与充电桩联合布局优化,以成本最小和距离最短为目标构建了多目标规划模型。【方法】针对问题的NP-hard特性,首先设计了基于K-Means聚类的启发式算法,以快速生成较好的初始可行解,然后提出改进遗传算法求解模型。【结果】通过算例分析,验证了模型的有效性。【结论】所建模型能够有效解决中断情景下的EV充电站与充电桩联合布局优化问题,所提算法在求解精度与稳定性方面要优于已有算法。     

自动共享电动汽车的云-边协调优化模型与控制策略

针对自动共享电动汽车(shared autonomous electric vehicles,SAEV)运行出现的车辆分配不平衡以及充电优化问题，提出了一种基于云-边协调计算的SAEV优化控制策略。首先，给出SAEV再平衡优化模型以及再平衡任务分配算法;其次，考虑使用V2G和动态电价进行SAEV车队的充放电优化，给出SAEV车队能量交换模型以及出行订单分配算法，以减少整个SAEV车队系统的充电成本；再次，利用云-边协调通信将这些优化结果信息在不同平台间进行互动传输，实现电动汽车的最优充电与迁移策略；最后，通过MATLAB使用真实的深圳出租车数据对该优化控制方法进行验证。结果表明，该框架可降低充电成本,提高交通效率，有望扩展应用到更大规模的系统中。所提云-边协调控制策略将复杂的SAEV优化问题分解成3个子问题进行求解，为SAEV的最优运行提供了一种新的方法。     

基于SOC的电动汽车参与电网调频控制策略研究

大量电动汽车无序接入电网会给电力系统安全稳定运行带来危害。利用汽车入网技术,电动汽车接入电网参与系统调频,但用户出行需求、电池损耗会受到影响。基于此,首先分析了电动汽车动力电池特性,建立了电动汽车参与系统调频模型,通过分析电动汽车动力电池荷电状态概率密度分布,提出考虑电池荷电状态的电动汽车参与系统调频控制策略。最后,模拟了以平抑电网频率波动为目标的电动汽车充放电场景,根据电池荷电状态,基于所提控制策略通Matlab/Simulink仿真,验证了电动汽车参与系统调频实际效果。     

含光、储、电动汽车居民小区电力负荷综合管理系统

电动汽车、小型光伏发电装置在居民配电系统获得日益广泛的应用,改变了居民负荷需求特征,给现有系统带来一系列问题.为提高居民小区光伏利用率,引导电动汽车有序充电,针对含光、储及电动汽车的居民小区,研究光伏出力及电动汽车充电行为的不确定性及特征,利用集中设置的储能装置,在不改变既有配电系统一次拓扑结构的前提下,构造居民小区电力负荷综合能源管理系统,并提出直接和间接负荷控制相结合的综合能源管理控制和调度策略.该系统及其控制策略利用分时电价机制间接调节电动汽车充电行为,避免夜间充电高峰;利用合理设置的集中储能装置,通过直接控制,转移多余光伏出力,充分消纳光伏出力,同时达到最大化用户收益和解决变压器白天光伏反向送电过载问题的目的.以实际居民小区实测数据为基础,对不同场景的仿真分析验证了方法的可行性和有效性.     

An electricity demand-based planning of electric vehicle charging infrastructure

The construction of charging infrastructure is an important prerequisite for the development of electric vehicles (EVs). In this paper, the classification of charging vehicle models and charging infrastructure was firstly summarized, and the optimal charging mode of each type of EV model and the total electicity demand of charging were then analyzed. Combined with the general principle of the development and application of new energy vehicles in the city H, the model of electric vehicle charging infrastructure planning was designed. The case we proposed fully proved the effectiveness of the model.     

考虑电动汽车有序充电的配电网重构降损策略

随着电动汽车的快速发展,配电网中建设了大量的充电桩和充电站。由于电动汽车的充电行为具有潮汐效应,当大量电动汽车同时充电时将造成配电网中的线路重载,使得部分节点的电压过低。因此研究电动汽车的有序充电以及通过配电网重构改善潮流分布具有重要的意义。首先以配电网的负荷波动最小为目标优化分时电价策略,引导充电站和充电桩控制电动汽车的充电功率以优化负荷曲线,最后通过配电网重构策略改变配电网中的柔性开关从而转移潮流,提高电压质量。通过IEEE33节点算例验证,结果表明所提的有序充电和重构策略能够改善配电网的潮流分布,降低配电网的峰谷差和网损,提高配电网的电压质量。