基于信息交互的大规模电动汽车充电路径规划

随着电动汽车的不断普及,在充电高峰时段大规模电动汽车聚集充电,将会导致充电站附近局部交通拥堵,带来用户充电等待、电网负荷大幅波动等问题。该文基于实时的信息交互系统,提出了综合考虑交通网、充电站、配电网信息的大规模电动汽车充电路径规划方法。设定包括路段通行、车辆充电需求、充电站负荷、电网运行等约束条件,建立考虑路段通行时间、充电站车辆数目、充电负荷等因素的多目标优化函数,采用改进的Dijkstra方法对该优化问题进行求解。仿真分析结果表明:该充电路径规划方法在保证配电网正常运行的前提下,可缓解充电站附近的交通拥堵,减少电动汽车用户充电等待时间,提高充电设施的利用率。     

新型电力系统下综合电动汽车充电站的优化运行

构建以新能源为主体、用电负荷多元化发展的新型电力系统是实现中国"双碳"目标的重要途径.源与荷双重不确定性的考验,对电力系统调控平衡能力及运行调度方式提出了更高的要求.本文提出一个集成了插电式电动汽车(Plug-in Electric Vehicles,PEV)、新能源发电、固定储能,并与商业建筑物相结合的双向综合电动汽车充电站(Integrated Electric Ve?hicle Charging Station,IEVCS),建立了一个考虑其时间特性及协同互动的四阶段智能优化控制算法.目标在于最大程度地降低考虑了用户满意度及潜在不确定性的IEVCS运行成本,同时通过调整PEV充放电、电池储能充放电、电网供给电量、可调整负荷等的优化调度来保障实时供需平衡.文中分析了该算法每个阶段的作用,并验证了每个阶段在应对源荷不确定性状况时为电力供给提供更多弹性及冗余度的必要性.     

智能电网中电动汽车与微网联合运行的建模与仿真

利用多Agent建模方法构建微网负荷、电动汽车及发蓄电装置模型;利用离散事件建模方法构建换电站模型;利用系统动力学建模方法构建微网母线功率模型.仿真结果表明,电动汽车的接入提高了微网的日间高峰时段和夜间负荷,造成了电网峰值和峰均比的增加,需进一步增加微网蓄电装置以提高对可再生能源弃能的吸收和电动汽车充电能耗的补充;在充分的充电服务支持下,电动汽车对换电服务的需求较少;所提模型能够较好反映电动汽车与微网的联合运行过程,对实现微网安全性、可靠性和高效性运行具有重要作用.     

考虑电动汽车充放电的智慧社区强化学习能源优化调度策略

为提高智慧社区能源系统(smart community energy system，SCES)运行的经济性，引入了电动汽车作为储能设备，并在此基础上提出了一种基于强化学习的新型智慧社区能源系统运行优化调度策略。首先，基于各能源设备运行机理构建了新型智慧社区能源系统模型，该模型考虑了电动汽车作为储能设备入网运行对负荷和供需平衡的影响。其次，将电动汽车分为耗能组和储能组，分别作为用电负荷和储能设备参与系统运行。分析了新型智慧社区能源系统多种能源设备的能量耦合关系，进而建立了电动汽车及各能源设备的非线性约束条件，并重新设计了算法的状态空间、动作空间以及奖励函数。再次，运用基于深度双Q网络(double deep Q network，DDQN)的新型智慧社区能源优化调度策略解决能源系统运行优化问题。最后，以某社区为例，仿真验证了所提策略可有效提高智慧社区能源系统运行的经济性。     

考虑电动汽车充电桩无功响应的优化调度策略

随着电动汽车的普及,大规模电动汽车入网对配电网造成的影响愈加明显.在该背景下,提出了考虑电动汽车充电桩无功响应能力的充电站实时滚动优化调度策略,充分考虑电动汽车的时空分布特性以及充电站与电网之间的有功无功交互能力,建立双层模型分别从时间和空间上对充电站的有功无功进行优化调度.分别采用二次规划、二阶锥规划对上、下层模型进行求解,最后以改进的IEEE33节点配电网系统进行仿真,仿真结果表明该策略可以有效降低系统负荷峰谷差,减小系统网损,改善系统电压水平.     

基于排队模型的大型园区充电站负载能力研究

电动汽车充电桩的建设是制约着电动车日常使用的关键问题之一。同时,大量电动汽车在高峰时间充电亦会对电网带来较大负荷,需要在规划阶段对充电站进行优化,降低对电网的压力。以某大型工业园区充电站为对象,统计了用户在充电周期、充电量、充电时间上的习惯,分析结果显示该充电站用户到达间隔近似服从负指数分布,充电服务时间近似服从Gamma分布。基于M/G/k排队模型,建立了该园区内部充电桩的排队仿真模型,通过蒙特卡洛方法给出了不同时段充电站的排队长度、排队时间等参数,并对比了充电服务时间分布不同对排队模型关键参数的影响,为未来纯电动汽车充电桩的建设与优化具有直观的参考意义。     

电动公交车充换电站运营体系的动态建模

基于城市建设、充换电站规模、物流系统等多种元素,构建了适用性广泛的电动公交车充换电体系模型.根据公交车的运行特点,实现对电动公交车电池自动更换系统的模拟,建立了电动公交车充换电站的工作模型.针对换电站的电池实时需求,模拟了电池物流系统数据,进而模拟集中充电站的电池充电负荷曲线,分析集中充电站的充电行为和控制措施对电网负荷的影响.算例表明,该模型能够很好地反映一定区域内电动公交车充换电站的承载能力和运营效果,以及对电网负荷的影响.     

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.     

基于满意优化的电动汽车充电站选址

充电站选址是当前电动汽车推广中面临的首要问题.基于满意优化理论,提出了电动汽车用户满意度评价函数;通过引入充电站等级概念,以平均电动汽车用户满意度最大为目标函数,建立了多等级电动汽车充电站选址的混合整数规划模型,并提出了基于免疫算法的模型求解算法.测试结果表明,该模型可以有效地确定充电站的位置、等级及服务区域,并且其求解算法是快速、有效的.     

基于粒子群算法的微电网电动汽车接入经济-环境效益分析

大规模的电动汽车合理有序充放电是降低电网负荷的峰谷差、解决能源危机和保障电能质量的一个重要手段.具有剩余电量的电动汽车有随机移动式储能特性,但在实践中电动汽车较少被考虑到微电网运行模式规划中.本文在以经济-环境最优为目标的微电网运行模式基础上构建模型,在算例中运用蒙特卡洛法模拟出大规模电动汽车充电行为符合正态分布,得到未来一天规模化EVs总体负荷曲线与微电网发电量;运用实现方便、收敛速度快的粒子群优化(Particle Swarm Optimization,POS)算法,以EVs的特征量(充电开始时刻、连接时长和充电电量)作为控制变量进行全局搜索得到最低系统成本和各分布式能源每小时最优出力,通过对比实验,验证了模型的有效性.结果表明,电动汽车的并入不仅能降低对环境的污染,还可以提升微电网运行的经济效益.     

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.     

由光伏直接供电的电动汽车无线充电系统控制策略

为提升光伏发电的就地消纳能力,弥补电动汽车有线充电存在的弊端,通过提出一种含电动汽车无线充电的直流微网拓扑结构,研究了由光伏直接向电动汽车供电的控制方法。该拓扑以光伏发电系统为基础,新增了以蓄电池、超级电容器组成的混合储能模块,光伏系统在为充电站自身负荷供电的同时,向电动汽车供电,对系统中各部分进行优化并提出相应控制策略。Simulink仿真与实验结果表明:混合储能模块可有效平抑光伏输出功率的波动;磁耦合谐振式无线电能传输方式可提高电动汽车充电效果;在保证电动汽车稳定充电的基础上促进了光伏消纳。验证了所提拓扑的可行性与控制策略的有效性。     

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。     

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。     

计及配电网络与交通网络双重特性的电动汽车充电站选址规划

电动汽车充电站既是交通服务设施也是公用电力设施,因此充电站的规模与选址是电动汽车大规模应用中一个重要的考虑因素.建立多目标模型,考虑普通充电和快速充电两种充电站,对电动汽车充电站和配电网规划进行了联合建模,使得在交通网络中最大化捕获交通流的同时最小化配电网络中的功率损耗.构建了模糊隶属函数处理所建立的多目标优化问题,采用遗传算法进行求解.最后,采用33节点的配电系统和25节点的交通网络验证了所提出模型的有效性.     

电动汽车充电站信息管理系统的研究

本文提出一套智能化充电站信息管理系统：首先从电动汽车充电站信息管理系统的总体设计进行研究,提出了电动汽车充电站的基本模型;然后用E-R图设计了信息管理系统的框架和数据实体之间的联系,设计了各个模块的主要功能;最后介绍了电动汽车充电站系统中采用的ADO技术、通信技术和充电机的CPU结构。     

租赁模式下的电动汽车电池集中充放电策略

随着电动汽车的发展,其充放电行为对电力系统运行的冲击逐步引起关注.为把电动汽车充放电行为的负面影响降到最低,文中提出了一种便于管理的充电模式,以电动公交车为研究对象分析其营运特点和充放电行为,同时在基于电池租赁的商业模式下,研究电动公交车的Vehicle-to-Grid (V2G)放电能力,通过模拟集中充电站的运营情况,建立了集中充电、放电组合策略优化模型.最后,利用粒子群优化方法在3个集中充电站对该模型进行了求解,通过仿真说明了所建立的优化模型对电力系统运行带来的优越性和经济性.     

考虑供给与负荷转移的虚拟电厂调度策略

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统,将分布式发电机组、储能系统、可控负荷、 电动汽车等分布式设备聚合优化并协调参与电力市场和电网运行的特殊电厂。 针对现阶段可再生能源产业的风力、光伏并网发电和优先消纳困难等问题,基于虚拟电厂强通信、高聚合的特性,提出了一种考虑供给与负荷转移的虚拟电厂调度策略,以虚拟电厂整体利润最优为目标函数,从供给侧与需求侧同时强化虚拟电厂的调度弹性。 其中供给转移通过储能设备实现,考虑蓄电池储能系统与氢能存储系统同时参与调度,发挥各自储能优势,负荷转移通过柔性负荷实现,并将所有柔性负荷分为短期、中期、长期 3 类来反映实际情况,以柔性负荷的负荷量与最晚调度时间为类别划分依据。 实验结果表明:储能设备及柔性负荷参与虚拟电厂调度,显著提高了虚拟电厂运行的强健性,增强了新能源的消纳水平,实现了“削峰填谷”的效果,并且在经济性上有着良好的表现。     

考虑电动汽车及需求侧响应的综合能源系统优化调度

为了提高综合能源系统的运行经济性和可再生能源消纳能力,建立基于分时电价的价格型电负荷需求侧响应模型,根据用户对温度感知的模糊性,建立热力柔性负荷模型以及计及电动汽车出行规律的电动汽车有序充放电模型。同时采用场景分析法考虑新能源出力的不确定性。提出一种需求侧响应和电动汽车协同作用的双层随机优化调度模型。上层模型利用分时电价激励的价格型需求侧响应,以净负荷波动性最小为目标函数,得到优化后的电负荷曲线。下层计及柔性热负荷与电动汽车作用,以调度周期内系统总成本为目标决策各个机组的出力情况,仿真算例表明所建立的综合能源系统调度模型能够有效提高了系统风电、光伏发电消纳能力,降低了系统运行成本。     

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。