共享储能模式下电动汽车充电站双层优化运行策略

在电动汽车持有量快速增长的背景下,电动汽车充电站的建设需求日益强烈。为了提高充电站运行经济性,文中提出接入共享储能的电动汽车充电站优化调度方法。首先,分析分布式储能和共享储能的运行模式,以充电站年投资成本和年运行成本最低为上层目标函数,以典型日运行成本最小为下层目标函数,构建考虑储能不同运行模式的电动汽车充电站双层优化调度模型。其次,对3个具有差异性的电动汽车充电站进行仿真,并将多个场景下的不同储能运行模式进行对比。然后,在此基础上,针对共享储能服务费以及电动汽车放电损耗进行灵敏度分析。最后,算例表明,共享储能的接入对降低电动汽车充电站规划和运行成本具有积极作用,合理的储能服务费定价和电动汽车放电损耗成本能减少充电站运行成本。

考虑运营成本和用户体验的电动汽车充电站布局优化模型

针对电动汽车充电站布局优化问题,综合考虑充电站建设运营成本和交通流量变化情况下的用户体验,据此建立充电站布局优化模型。先分析充电站城市土地转让成本、基建及充电设备成本、运营成本各项构成要素,并建立相应的数学模型,再结合交通拥堵指数建立用户体验数学模型,最终以满足充电站建设运营成本最低和用户体验最优为预期目标,建立充电站布局优化模型。引入Tent混沌映射对初始解空间进行均布化,采用AVOA优化算法对该模型进行问题求解。仿真结果表明:与对比文献模型相比,新的充电站选址方案与随机产生的需求点距离更近、更平均;在典型测试场景下,新选址方案可有效降低配电网络的网损率、提升充电站效能,并能为用户提供更优的用户体验,充分说明该模型能够较好解决充电站优化布局问题。

考虑风光出力不确定性的电动汽车充电站多目标双层规划

【目的】为适应“双碳”目标下电动汽车充电站拓展规划需求,研究充电站选址定容对分布式电源消纳作用的影响。【方法】建立了综合考虑风光出力不确定性和相关性的多目标双层配置优化模型,并分析了分时电价激励下电动汽车用户充电行为变化对充电桩选址定容方案的影响。上层综合考虑经营者投资建设、运行维护、网损成本和用户充电、排队等效成本最小两个目标函数,采用改进多目标粒子群算法生成帕累托最优规划方案。下层模型以弃风弃光率最小为目标,对上层模型生成的帕累托解集进行校验。【结果】通过IEEE33节点路网图对所提模型进行验证,得到在风光不确定场景下的充电桩最优选址方案。

考虑分时电价和充电利用率特征的大型电动汽车充电站负荷短期预测方法

考虑分时电价和充电利用率特征对电动汽车充电站负荷的影响,提出了融合长短记忆网络和支持向量回归(long short-term memory-support vector regression,LSTM-SVR)的大型电动汽车充电站负荷短期预测方法。首先,建立了分时电价、充电利用率、气象信息等影响充电负荷的因素以及历史充电负荷功率数据作为输入的特征矩阵。其次,运用自适应噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)方法将包含分时电价和充电利用率的特征矩阵序列进行分解,扩充了数据多样性,并采用组合相关系数方法实现了数据降维和特征选择。然后采用北方苍鹰优化(northern goshawk optimization,NGO)算法分别优化LSTM和SVR的超参数,求解权重系数并构建融合LSTM-SVR模型。最后采用某城市一座大型充电站数据进行验证,对比实验表明,考虑分时电价和充电利用率特征可有效提高电动汽车充电站负荷预测精度8%以上,同时采用所提出的融合LSTM-SVR预测方法能使预测精度进一步提高。

考虑低碳交通的电动汽车充电站优化配置方法

交通运输产生的碳排放是城市碳排放的主要来源之一,而城市充电站规划中较少考虑交通碳排放因素。对此,提出了一种考虑低碳交通约束的电动汽车充电站优化配置方法。首先,基于充电站候选点划分区域碳排放测算网格,在此基础上考虑充电站位置、容量等因素的影响并建立网格化交通碳排放模型;然后,建立综合考虑碳排放量、交通能源结构、交通电力能源清洁度以及充电站使用率四个因素的低碳交通指标体系,量化分析充电站规划方案对交通碳排放的影响;之后,以低碳交通指标为约束条件,兼顾经济性和节能减排,建立考虑交通碳排放因素的双目标优化配置模型;最后,通过某地区案例对所提方法进行仿真验证,结果表明,考虑低碳交通约束的优化配置方法可以在不增加投资成本的同时有效降低城市各区域交通碳排放水平。

负荷波动下电动汽车充电站储能配置方法

优化配置电动汽车充电站的储能,可以降低充电站系统的负荷波动、提高输出功率、降低成本。为此,提出考虑负荷波动的电动汽车充电站储能配置方法。通过Copula函数分析电动汽车充电负荷与光伏出力之间的相关性,建立联合出力概率密度函数,获取两者的联合概率密度图,分析电动汽车充电站的负荷波动情况。将最小化充电站成本作为目标,建立电动汽车充电站储能配置目标函数,引入人工蜂群算法,在相关约束条件的基础上获得电动汽车充电站储能配置的最优方案。实验结果表明,经所提方法配置后,充电站系统的负荷明显降低,且不存在失效负荷,输出功率得到提升,成本有所减少,验证了所提方法具有良好的储能配置效果。

电动汽车充电站智能选址定容方法研究

针对电动汽车智能选址及定容问题,首先建立充电站建设花费费用、运行维护费用、服务用户充电的费用、排队等候时间成本和用户行驶过程耗电成本最小的多目标多约束的充电站选址及定容模型。然后运用BP(back propagation)神经网络对研究区域进行选址,其次利用蚁群算法对所选地址进行定容,最后使用太原充电站的选址定容算例验证了BP神经网络对研究区域进行选址的有效性和采用蚁群算法对所选地址进行定容的可行性,并对长治市区充电站的选址定容进行了预测。

含新能源发电的电动汽车充电站充电功率在线优化策略研究

针对含新能源发电系统的电动汽车充电站充电功率优化问题,提出了一种充电功率在线实时优化策略,依据新能源发电出力及电动汽车当前状态信息动态调整未来24 h内充电站各充电桩充电功率,该在线优化策略依据电动汽车充电负荷特点,在初始化阶段利用基于状态依赖的决策向量分类方法,降低了每次优化待优化矩阵维度;在优化过程中利用微分演化算法,分别对有效决策向量组合以及决策向量进行优化,旨在快速、准确地对充电站中各充电桩未来24 h内的充电计划进行实时优化。该优化策略对降低充电站运行成本、改善因电动车充电引起的负荷波动具有一定的参考价值。

电动汽车充电站群电能质量协同监测技术

为解决现有电能质量监测技术存在的监测范围小、精度低的问题,优化设计电动汽车充电站群电能质量协同监测技术。根据电动汽车充电站群的组成结构,构建充电站群模型,模拟充电过程。针对电能质量指标配置相应的电能质量监测点,协同采集与处理电动汽车充电站群暂态信号,通过对扰动、谐波/间谐、电压偏差、频率偏差等指标的计算,得出电能质量的协同监测结果。通过与现有监测技术的对比,所设计监测技术的监测范围扩大了1306.24m^(2),且监测误差更低。

基于多目标规划模型的电动汽车充电站资源配置研究

针对目标需求建立多目标规划模型,首先运用分层序列法依据两目标的重要程度进行优先级排序,将其转化为两个0-1整数规划模型;然后使用LINGO软件求得充电站初始建设成本及用户最小充电里程的最优解。最终得出最优解下充电站的配置方案及各充电站所负责的需求点情况。该研究结果可以为城市内配置电动汽车充电站的方案设计提供理论和技术支持。

电动汽车充电站智能监控系统的质量控制标准和实施策略

电动汽车充电站智能监控系统是保障电动汽车充电设施运行效率与安全的重要组成部分,其质量控制标准与实施策略的制定对整个充电系统的可靠性和稳定性起着决定性作用。因此,本文就如何提升电动汽车充电站智能监控系统的整体性能与安全性进行了探讨,以期为提高电动汽车充电站的运营效率、增强电动汽车用户的充电体验提供有价值的参考,从而推动电动汽车行业的可持续发展。

基于全寿命周期成本理论的智能变电站与电动汽车充电站的一体化设计分析

当前社会对清洁能源的需求日益增加,建设和管理智能变电站和电动汽车充电站,是实现可持续发展的重要策略。全寿命周期成本理论为当下相关部门深入研究智能变电站与电动汽车充电站的一体化设计提供了思路。基于此,本文首先阐述了全寿命周期成本理论,其次分析了基于全寿命周期成本理论的智能变电站与电动汽车充电站的一体化设计的重要性,最后阐述了基于全寿命周期成本理论的智能变电站与电动汽车充电站的一体化设计实现路径,以供参考。

基于用户侧主动充电引导的城市电动汽车充电站扩容规划研究

充电设施的不合理布局会增加运营商的建设成本,还会影响用户的充电体验和出行效率。为平衡运营商的投资经济性和用户的出行便利性,提出一种基于用户侧主动充电引导的电动汽车充电站双层扩容规划方法。上层计及投资经济性和用户时间成本约束,对区域充电站进行既有站点扩容或选址新建;下层通过数字地图接口获取实时路网信息,以电动汽车充电时间成本最小为目标进行主动充电引导,并将车辆的排队时间返回至上层进行扩容规划。针对双层扩容规划模型,使用基于灵敏度系数的逐次规划方法,设计上下层多轮迭代算法进行有效求解。算例选取上海地区真实测试区域,对区域充电站进行扩容规划分析,结合多个对比场景验证所提方法的可行性与有效性。

考虑电池退化和动态充电特性的电动汽车充电站效益优化模型

本文研究电动汽车充电过程中的电池退化特性和动态充电特性,定量分析二者对充电站系统服务质量和系统效益的影响。结合充电特性参数和服务质量参数,本文提出了一种考虑电池退化和动态充电特性的电动汽车充电站效益优化模型,旨在为客户提供良好服务质量的同时实现系统收益最大化。优化模型通过限制客户可充电水平SoCr,均衡系统性能和系统效益。考虑到电动汽车客户充电需求的异质性,本文将单一客户基础模型拓展为更符合现实场景的多类客户效益优化模型,并提出多类客户专用充电模式和共享充电模式两种充电服务策略,以实现充电站资源的合理分配。通过四组仿真实验,验证所提出的两种客户类型效益优化模型的可行性,并为系统运营商的服务策略给出选择建议。仿真结果表明,优化后充电站堵塞概率下降96%,平均充电时间减少50%,系统效益提高151%。在不同客户流量环境中,模型倾向为鲁棒性较好的快充系统设置更高的SoCr水平,为慢充系统设置较低的SoCr水平,并建议系统运营商在充电站系统流量强度小于1时,选择共享充电模式获得更高收益;在流量强度大于等于1时,选择专用充电模式获得更高收益。

风光互补式电动汽车充电站储能锂电池的实时状态估计

为了解决风光互补式电动汽车充电站储能系统中,传统静态锂电池模型不能实时更新参数导致相应的开路电压和荷电状态(state of charge, SOC)估计误差大等问题,提出一种基于动态一阶RC等效电路模型的锂电池自适应实时状态估计方法。首先,采用滑模控制方法追踪锂电池的实时输出电压,基于动态一阶RC等效电路模型,考虑锂电池内部参数欧姆内阻、极化内阻、极化电容和开路电压的动态变化情况,修正锂电池的端电压状态估计方程;然后,通过李雅普诺夫函数和稳定性判据推导出状态估计方程参数与实时电压追踪误差、工作电流之间的关系,得出锂电池内部参数的实时更新方法;进一步,通过实验确定开路电压与锂电池SOC之间的函数关系;在此基础上,实现锂电池状态的自适应实时估计。仿真结果表明:在风光互补式电动汽车充电站储能系统的连续变化负载工况下,所提自适应实时状态估计方法可以使锂电池估计状态快速收敛至模型参考值,避免了开路电压估计值波动问题;以安时积分和卡尔曼滤波方法修正的SOC为参考,自适应实时估计SOC的最大误差为0.72%,均方根误差和平均绝对误差分别为0.002 3和0.001 9;与开路电压-内阻模型估计SOC进行比较,自适应实时估计SOC的精度提高了一个数量级。

考虑分布式可再生能源交易的风电商与电动汽车充电站协同优化调度

文章提出了考虑分布式可再生能源交易的风电运营商与电动汽车充电站的协同优化调度模型。不同于传统的协同运行方式,文章以市场化交易的手段激励风电商与充电站的协同优化运行。同时,建立了基于合作博弈的能源交易模型;并且不同于传统纳什议价利益分配方法,文章根据交易过程中交易主体对整体社会福利提升的贡献水平,构建了更公平合理的考虑议价贡献度的收益分配方式。为了保护隐私,提出了基于一致性算法的分布式方法求解协同优化调度模型;并且通过KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件给出了基于议价贡献度的收益分配解析解。仿真结果表明,该协调机制能促进风电商与充电站的可再生能源交易,有效提高风电商的盈利水平并降低充电站的用电成本,从而实现收益的公平分配。

考虑新能源、电动汽车充电站与储能协调优化的分布鲁棒规划方法研究

新能源出力的不确定性和电动汽车的无序充电给电力系统安全性带来极大挑战。首先建立确定性的风电场、光伏电站、储能设备、负荷需求响应及电动汽车充电站协调规划模型,以总成本最小化为目标。基于此,提出考虑新能源不确定性的电动汽车充电站与储能协调优化两阶段分布鲁棒规划模型,第1阶段最小化基础场景的投建与运行成本,第2阶段则最小化考虑不确定场景的切负荷惩罚成本期望,通过列与约束生成CCG(col⁃umn and constraint generation)算法将该两阶段模型分解成主问题和子问题反复迭代求解。最后通过算例分析验证了所提模型的有效性与实用性。

电动汽车充电站火灾多目标实时检测与预警方法

电动汽车在充电过程中易发生火灾事故,为了提高电动汽车充电站火灾检测实时性,提出一种基于YOLOv4-Tiny-CBAM的电动汽车充电站火焰烟雾多目标实时检测与预警算法:为在低算力平台实现实时检测选用YOLOv4-Tiny轻量级网络模型;引入K-means-GA算法重新计算锚框值;引入卷积注意力机制模块(convolutional block attention module,CBAM)以加强网络对火焰烟雾特征提取能力以提升检测精度;将电动汽车充电站监控视频作为模型检测输入源,实现就地端实时检测。实验结果表明:该改进算法模型参数量为6.143 M,视频检测每秒传输帧数(frames per second,FPS)值为43,均值平均精度(mean average precision,mAP)值为86.76%,具有较好的目标连续跟踪能力,满足实时检测的需求,对无人化电动汽车充电站安全运行以及火灾应急处置具有重要意义。

电动汽车充电站箱变电气安全物联监测系统设计与应用

基于物联网技术架构提出了一种适用于电动汽车充电站箱变的电气安全物联监测系统设计方案。该系统由电气安全智能感知设备、通信网关、电气安全物联网监测平台等构成,可支持充电站箱变充电桩出线回路电流、电缆温度、剩余电流、故障电弧、短路电流等数据采集监测,并通过4G网络上送数据到电气安全物联网在线监测平台。根据此设计方案开发了电气安全智能感知设备、通信网关和系统软件。工程实践情况表明,系统可有效识别电动汽车充电站箱变低压线路电气火灾安全隐患,能为运维部门快速检修提供决策依据,避免火灾事故发生。

电动汽车充电站选址优化——以上海市浦东新区为例

近年来,电动汽车越来越受到广大汽车消费者的青睐,但是电动汽车充电站的建设无论是在数量还是分布上都稍显滞后。文章以上海市浦东新区为例,基于最大覆盖模型,以电动汽车充电站服务范围最大化为目标,运用LINGO软件对案例进行求解,得到了最优的电动汽车充电站站点选址方案。