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。     

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.     

基于分时电价的小区电动汽车有序充电策略研究

随着电动汽车的研究和使用逐步得到完善,按照当前电网的负荷运行能力,大量的充电负荷随机接入电网必然会对电网造成很大的影响,给配电网的运行带来巨大挑战。为了减小电动汽车充电给配电网带来的影响,考虑提高电网利用效率、经济性充电、避峰填谷等因素,本文分析电动汽车的充电方式、用户出行习惯、开始充电时刻以及日行驶里程等,建立小区充电负荷模型,在保证小区变压器安全运行的条件下,基于峰谷电价分时电价构建以用户充电费用最小为目标函数,满足小区电动汽车用户的充电需求。最后,运用蒙特卡洛法(Monte Carlo method)进行算例仿真和分析验证。     

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。     

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.     

考虑新能源消纳的电动汽车有序充电研究

针对大规模电动汽车无序充电对电网运行带来的影响和目前我国新能源消纳存在的问题,提出一种考虑新能源出力情况的动态分时电价策略,引导电动汽车有序充电以实现新能源的就地消纳.以用户充电总费用最低和电网负荷峰谷差最小为优化目标,综合考虑用户充电需求和新能源出力等约束条件,建立基于动态分时电价的多目标优化模型.通过算例仿真,验证了所提策略可降低电网负荷峰谷差和用户充电总费用,达到削峰填谷和消纳新能源的效果.     

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.     

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.     

储能运营商和电动汽车利益的配电网双层优化方法

为解决电动汽车充电负荷过大对电网造成的影响,提出了考虑储能运营商和电动汽车的配电网双层优化模型。模型上层考虑储能运营商参与配电网削峰填谷和电动汽车充电的经济效益,下层考虑电动汽车所有者基于分时电价积极响应储能运营商调度充放电的经济效益。采用改进的模拟退火算法对双层模型进行求解,并用IEEE 33节点验证了该模型在保证配电网安全运行情况下能有可观的收益。     

含电动汽车的主动配电网优化调度

电动汽车随机充电功率会影响主动配电网优化调度,为了解决这一问题。提出了含电动汽车的主动配电网优化调度模型,模型分为两个目标函数。首先,需要以负荷曲线的最小方差优化电动汽车的充电功率作为优化调度之前的目标函数,可以获得电动汽车连接电网的时间和充电功率。然后,建立以分布电源功率为控制变量使得配电网运行成本最低的主动配电网日前优化调度模型。最后,建立的模型在IEEE33节点配电网系统中进行多场景分析电动汽车对主动配电网优化调度造成的影响,并采用CPLEX优化规划软件来求解模型。结果表明:所建立的模型和方法不仅可以保证配电网经济运行,而且还能有效的利用电动汽车的充电来减少配电网负荷曲线的方差。     

基于权重的居住区配电网下动态功率分配策略

大规模电动汽车的随机接入将导致小区配电网超出安全限制容量。如何利用可用的电力资源为电动汽车进行功率公平分配,降低电网运行风险是一个重要问题。为此提出了一种基于权重的居住区配电网下的电动汽车动态功率分配策略。基于电动汽车各项申报信息和小区电网状态,将电动汽车的已充电时长、停留时长及荷电状态作为评价指标,利用熵权法确定电动汽车充电权重;并结合加权最大最小公平分配算法,根据充电权重对小区随时变化的可用负荷进行公平分配。通过蒙特卡洛模拟的MATLAB仿真验证策略的有效性。仿真结果表明策略能依据小区实时负荷曲线,最大化利用可用电能去动态适应快速变化的充电需求,有效提升了电网和用户满意度。     

电动汽车充电站短期负荷预测

为了保证规模化电动汽车接入后的配电网的稳定性,文章对电动汽车充电负荷特性进行研究,建立了电动汽车充电负荷预测模型,考虑到适应复杂的天气变化情况下的电动汽车充电站负荷预测,采用基于GA-ANFIS-FFNN算法的电动汽车充电负荷预测方法,采用GA优化的ANFIS算法进行充电负荷预测,预测输出结果采用FFNN算法优化提升整体预测准确性,并采用多种算法对比验证本文所提算法在突变天气下的充电负荷预测的优越性。     

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。     

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.     

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.     

智能电网环境下多电动汽车协同充电优化调度算法

大量电动汽车通过居民侧家庭能源管理系统接入电网充电时,若各用户独自对充电过程进行优化,会使充电负荷集中在低电价时段,形成巨大的负荷峰值,造成变压器和线路严重超载,威胁电力系统的稳定运行。引入了一种智能电网环境下电动汽车协同充电模式,建立了最小化用户用电费用的最优充电模型,提出了一种多电动汽车协同充电优化调度算法。该算法能有效避免用户独自优化调度时出现的弊端,同时显著降低用户的充电费用。通过仿真实验验证了算法的有效性。     

居民区电动汽车充电负荷建模研究

分析了电动汽车的充电电池结构,给出了单台电动汽车充电功率的计算公式.研究了对电动汽车充电负荷起决定作用的电池剩余荷电量和电动汽车返回时间两个随机因素的分布特性,并用蒙特卡洛法模拟这两个随机因素,提出了居民区电动汽车充电负荷的建模方法.方法能够较好地切合居民区电动汽车充电负荷的实际情况,对制定引导电动汽车用户有序充电的措施和配电网优化运行意义重大.     

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%。     

考虑信息负荷调度的融合型变电站优化运行

融合型变电站作为集成建设多种功能站的新型运营模式,为边缘数据中心与电动汽车充电站的规划运行提出了新的方向;而作为典型的综合能源系统,其运行优化方法也有待深入研究.针对融合型变电站内各功能站协同优化问题,设计了涵盖数据中心、储能电站、电动汽车充电站的融合型变电站运行架构,建立了以年净支出最小为目标函数的多站协同运行优化模型,提出了融合型变电站优化运行策略.通过模型的优化求解,确定多站协同运行最优方案.算例结果表明:电动汽车充电站负荷曲线具有明显的峰谷特性,且与电网用电高峰时段相符,电动汽车充电站接入融合型变电站会进一步加剧供电压力;通过信息负荷与储能电站的灵活调度,可以实现电力负荷在时间与空间上的转移,达到转移高峰负载、促进电动汽车平滑入网、显著降低运行成本的效果;融合型变电站的日净收益随低时延数据负荷的比例增大而增大,二者近似呈线性关系.     

风力发电接入配电网的电动汽车充电控制研究

电动汽车接入含有风力发电的配电网,会增大系统中负荷峰值、增加系统损耗、引起节点电压波动等,这都将影响用户的用电稳定,严重时将影响生产与生活。为了降低电动汽车接入造成的影响,首先,对电动汽车充电模型和风力发电模型进行了分析。然后,将一天24小时分成48个相同的时段,在考虑分时电价的基础上,以电动汽车各个时段的充电功率为优化变量,建立包含降低系统网损、节点电压波动、负荷波动的风力发电与电动汽车充电的多目标协调优化模型。最后,在IEEE 33系统中采用NSGA-Ⅱ算法对模型进行算例分析。结果表明所提出的模型及算法不但能够有效降低二者接入电网对电网产生的不利影响,而且也能够兼顾电动汽车使用者的经济利益。