考虑换电需求响应的换电站参与电能量-调频市场竞价策略

电动汽车(EV)大规模发展会加大电网的调峰调频压力。通过换电站市场化运营,可有效激励换电站利用EV换电需求和换电站电池灵活性资源,缓解电网调峰调频压力。为此,提出了换电站参与电能量市场和调频辅助服务市场的协同竞价策略及其两阶段优化模型。第1阶段依据调频市场需求制定换电价格,引导EV调整换电需求,优化冗余电池数量及时序,以便与调频需求趋势一致,进而提升换电站调频服务收益;第2阶段考虑换电站需求响应和市场调峰调频需求,制定换电站竞价策略。所提出竞价策略在优先满足EV换电需求的同时,可降低换电站充电成本、提升调频服务收益,并助力电网调峰调频。算例仿真结果验证了所提策略的有效性。

电动汽车换电服务使用意愿等研究动态

选取来自国际学术期刊的论文,以概述形式对城市交通理论方法、实证分析等学术研究成果进行总结性介绍,旨在增强城市交通业界和学界对国际学术动向和研究热点的关注,促进学术交流。本期共选取4篇论文,前3篇论文与电动汽车充电、换电相关,分别关注电动汽车换电服务使用意愿、共享微出行服务和新型补能基础设施用户使用意愿,以及公众是否支持建设电动汽车换电站,并针对政策制定者提出了富有建设性的意见;最后一篇论文关注北京市城市绿化对共享单车使用的影响,认为城市绿化具有显著潜力,能够降低汽车依赖并减少出行相关的碳排放。

基于换电服务定价策略及动态调控方法的含充换电站微电网系统双层优化调度

换电服务价格高是电动汽车换电模式普及率低的重要因素之一,为了提高换电模式使用程度,充分发挥换电模式参与系统调度时所发挥的削峰填谷作用,该文提出一种考虑用户参与度的换电服务定价策略及动态调控方法。首先,建立计及时间成本的充电服务与换电服务总费用差价模型,并依据消费者心理学原理构建服务差价-用户参与度曲线;其次,制定换电服务定价策略,并提出相应的动态调控方法;最后,建立含充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)的微电网联合系统双层优化模型。上层根据换电服务定价策略及动态调控方法,制定出用户参与度高的换电服务电价;下层根据用户响应换电服务电价后的负荷量,以微电网联合系统总运行成本最低为目标调度机组出力,并以用户满意度作为衡量换电服务电价的指标,合理调整下一时段换电服务电价。通过算例分析,所提方法在实现系统负荷削峰的同时,降低微电网联合系统总运行成本,体现了所提定价策略及动态调控方法的有效性。

新能源汽车充换电及车网互动

“碳达峰、碳中和”使命正在倒逼我国能源行业向可持续发展转型,同时新能源汽车技术不断升级,充换电服务相关配套设施逐步完善,共同推动了我国新能源汽车行业的高速发展。介绍了新能源汽车及其充换电技术的发展现状和趋势,针对大规模新能源汽车接入对配电网运行的影响,提出通过聚合方式让新能源汽车作为柔性负荷参与车网互动的运行控制模式及应用情况,阐述了我国新能源汽车充换电标准体系建设进度情况,最后为行业发展的重点工作提出了建议。

换电站与电网协调的多目标双层实时充放电调度方法

大规模电动汽车无序充电会对电网安全经济运行及换电站经济运营产生严重的负面影响。计及未入网电动汽车充换电预测,考虑电力网络运行、大规模电动汽车用户充换电需求等约束,建立了换电站与电网协调的多目标双层实时充放电调度模型,其中上层模型以电网负荷波动最小和上下层调度偏差最小为目标,由上层调度机构安排各换电站实时充放电计划;下层以各充放电装置响应上层计划为目标,同时满足用户充换电需求,将大规模混合整数非线性规划问题转化为非线性多目标规划问题和大规模混合整数线性规划问题。采用基于Zaslavskii混沌映射的改进NSGA-Ⅱ和YALMIP/CPLEX求解方式对上下层问题分别进行迭代求解滚动优化。以IEEE 30节点系统为例,验证了所构建模型的正确性和有效性。

考虑换电储备的电动汽车光伏换电站动态功率分配方法

功率分配方式是电动汽车光伏换电站实际运行中的关键问题。本文首先给出光伏换电站的系统结构及其基本组成单元的功能模型。为评价光伏换电站的运行性能,构建体现换电服务可用性和可再生能源就地消纳利用情况的运行性能评价指标。在此基础上,提出了考虑换电储备的光伏换电站动态功率分配方法:一方面,引入短期换电需求预测的结果,建立换电服务模型;另一方面,根据每时段站内可用的动力电池总量及光伏输出功率,建立功率分配模型。通过对实际光伏换电站运行算例的仿真求解,从系统功率平衡、运行性能指标分析等方面验证了所建模型的合理性和正确性。仿真结果证实了该方法在保障换电服务可用性的前提下有效提高了光伏就地消纳利用比例。本文所提方法将为我国示范城市换电站的优化运行提供理论依据和技术支撑。

电动汽车用户接受电池快换服务的影响因素分析

电动汽车电池快换(BS)服务,是商业化推广纯电动汽车的一条途径。为研究用户对电池快换商业服务的接受程度以及影响因素,该文基于电动汽车的"裸车销售—电池租赁—电池快换"商业化模式,在北京、上海、深圳、重庆等4个城市完成了1000多份问卷调查;利用统计分析软件SPSS对影响用户接受电池快换服务的主要因素进行了统计分析。结果表明:80%以上的受访者接受电池快换服务;电池快换服务的延长电池寿命、节约时间、环保性、便捷性诸因素均具有显著的正向性影响,影响力依次递增。

充换电服务网络动力电池配送最优路径建模方法

以配送网络中实际道路的路径长度、交通堵塞系数和道路等级合成等效加权道路长度最小为目标函数,建立了抢修车路径规划的数学模型。考虑总路程和超时成本,建立了配送车路径规划的数学模型。在传统的蚁群优化算法中引入惩罚因子,并简化了其转移概率计算方法,以提高算法的速度和效率。利用改进的蚁群优化算法求解模型。仿真结果表明,改进的蚁群优化算法可以适应动态变化的路网,有效、快速地解决充换电服务网络动力电池配送最优路径选择问题。

电动汽车移动式换电服务研究

为了解决电动汽车规模化应用的问题,针对电动汽车能源供给方式,介绍了电动汽车的移动式换电服务。提出了以移动式换电网络运营模式为基础的换电服务模型,考虑了实际应用时对移动式换电服务产生影响的因素。在电动汽车的主流能源供给设施投入建设之前,移动式换电服务可以作为一种过渡性的能源供给方式;当主流能源供给设施建设完备时,移动式换电服务也可以作为一种补充方式,进一步扩大覆盖范围的同时,提供灵活便利的能源供给服务。

电动汽车换电站参与电力市场辅助服务的经济效益研究

换电模式可提高电动汽车的运营效率,能够更好地实现与电网互动。以电动汽车换电站为研究对象,分析换电站的运营模式,建立能量守恒模型和经济收益模型,探索以辅助服务方式提升换电站经济收益的可行性和潜力,研究电池参数、电池配比等关键因素对收益的影响。结果表明:仅通过提升换电站电池数量,并不能有效提升收益。当动力电池的度电成本下降约10%或循环次数提升约15%时,换电站通过辅助服务模式可实现投资收益平衡,相比于降低度电价格提升动力电池的循环次数对换电站运营收益的影响更大。

我国电动汽车充换电基础设施标准的现状和发展建议

为了能够更加合理地制修订我国电动汽车充换电基础设施的相关标准,进一步促进电动汽车推广应用目标的顺利实现,对我国现有的充换电基础设施相关标准开展了研究。首先,对国外充换电基础设施标准概况和我国相关的主要国家标准、行业标准、地方标准和企业标准进行了介绍;接着,对我国现有标准中关于充换电设备、充电接口及通信协议、充换电计量装置、充换电站的相关规定进行了分类介绍,明确了现有标准对于确保电动汽车用户充换电体验质量的重要意义;然后,针对电动汽车用户完整的充换电流程,对实际中用户存在的充换电服务需求进行了分析;最后,根据用户的实际服务需求,提出了我国未来充换电基础设施标准的制修订建议。研究结果表明,我国现有的充换电基础设施标准基本确保了充换电设备的可用性和易操作性、充电接口的通用性、充电计量装置的准确度以及充换电站的运营安全等,未来应针对充换电设备状态查询、直流充电桩的兼容性、统一支付、充换电站规模和布局等方面制定相关标准,以提高电动汽车用户体验质量和促进电动汽车的进一步推广应用。

纯电动出租车经济效益与服务定价分析模型

在上海市现有传统出租车市场的基础上建立电动出租车的运营环境,基于充电与换电模式、充电时间与换电频率、单日运营时间构建电动出租车6种运营模式,利用电动汽车行驶质量与能耗回归模型,界定车辆动力电池容量.进而构建基于购置成本、使用成本、驾驶员工资、营业收入的全生命周期经济效益评价模型,基于油价上涨、电价上涨、电池成本下降3种不同情景,建立纯电动出租车的服务定价模型.计算结果表明:换电模式比充电模式盈利能力强;燃油价格年均上涨5%以上的情景下,电动出租车可以在5年与燃油出租车实现同等盈利;电价上涨10%,电动出租车服务价格则需上涨1%;电池成本若能够显著降低50%,电动出租车的服务价格将比燃油出租车低7%.

基于动态规划的电动汽车换电服务调度规划模型

电动汽车换电服务调度策略的优化目标是在满足换电需求的前提下,使总成本最小。换电服务需对换电站各个阶段补充电池作出一系列决策,是一个多阶段决策过程。以全天总成本最小为目标,应用动态规划理论,建立了换电服务优化模型,并且结合具体算例进行了对比分析。结果表明,贮存电池成本和补充电池成本是影响电动汽车换电调度策略的主要因素。

电池交换站与微电网基于影子价格的协调优化

电池交换站(battery swap station,BSS)的发展可有效缓解电动汽车行驶里程有限、充电时间长所带来的问题。首先提出微电网、BSS 2个独立非合作实体管理系统日前经济运行的新型优化模型;然后设计一个以市场为基础的机制,使2个系统能够有效地协调,该协调机制只需要在2个实体之间交换单个影子价格和充放电功率请求;最后采用CPLEX软件与改进的风驱动优化算法,得到微电网和BSS的充放电功率和影子价格,对所提出的模型进行求解。通过数值算例验证该方法的有效性和可扩展性,并由改进的IEEE 33总线系统算例验证了所提优化模型的合理性和有效性。

电动汽车充换电网络服务能力评估分析

针对电动汽车充换电网络服务中多项因素难以进行定量评估等特点,设计了一种基于模糊层次综合分析法的服务能力评估方案。通过对该方案数学建模,分析了各评价因素的权重系数及计算过程。该方案兼顾了充换电服务网络风险评估各因素间存在的模糊性和层次性,并通过专家打分环节明确各因素在系统中的表现,使方案能力评估更具客观性。算例分析表明,该方案可有效评估各因素服务能力等级,为电动汽车充换电服务网络正常运营提供参考。

电动汽车换电站可用电池组数动态调度策略

电动汽车换电站由于其换电过程耗时短、便于统一管理等优点,成为了电动汽车电能补充的重要方式。但由于电动汽车用户的换电需求具有随机性,目前的预测方法不能很准确地对其进行预测,因此对换电站精确地制定充放电调度计划有较大难度。针对这一问题,建立换电站日前调度与实时调度模型,并通过粒子群算法在Matlab中完成仿真计算。在日前调度模型中通过对用户换电需求的预测制定日前调度计划,在满足各时段需求的前提下优化换电站各时段充放电功率;在实时调度模型中根据各时段需求预测的误差,来动态调整后续时段的调度计划。通过实时调度与日前调度的协调,使换电站抑制了用户实际需求波动影响,同时合理兼顾用户利益、换电站收益与电网的优化运行。

深圳和杭州电动出租车充电或换电池服务的商业模式

为推进中国电动车产业化,分析了深圳和杭州两电动车应用示范城市电动出租车充电/换电服务商业模式的组织模式和盈利能力。深圳的组织模式是:快速充电-整车销售-第三方运营;杭州的组织模式是:快速换电-裸车销售-电池租赁。用价值链理论和现金流法,分析了这两种模式业务单元的盈利能力。结果表明:这两种商业模式的盈利能力均比较差,在有政府财务补贴的条件下,业务单元的净现值(NPV)和内部收益率(IRR)仍均为负值。因此,需业务转型和扩大市场规模,以提高盈利能力。

含可控分布式电源和换电站的配电网协调规划方法

为了实现分布式电源、换电站和配电网开关的协调优化配置,本文提出了含可控分布式电源、换电站的孤岛形成策略和孤岛形成概率的计算方法,以及含可控分布式电源和换电站的配电网可靠性评估方法;在现有可控分布式电源和分段开关的协调规划模型中引入换电站,并考虑联络线对配电网和换电站可靠性的作用,建立了可控分布式电源、换电站、分段开关和联络线的源-荷-网协调规划模型,提出了求解所建模型的混合智能算法。最终,通过IEEE三馈线配电网系统验证了本文模型和算法的正确性。

通过电动汽车换电站提高电力系统暂态稳定性的研究

针对电动汽车换电站大规模接入电网可能将对系统的优化运行产生较大影响的问题,提出了一种换电站的暂态数学模型,就换电站对电力系统暂态稳定的影响进行了研究。考虑简单的模型,分析了通过控制换电站和电网之间的交换功率提高系统的暂态稳定;然后借鉴电力系统储能元件控制方法,利用电力系统综合分析软件(PSASP)的用户自定义模型UD,对换电站的功率交换进行了建模。以新英格兰系统为例进行了仿真计算。研究结果表明,该模型验证了换电站在改善电力系统暂态稳定性方面的效果;同时不同接入位置的仿真结果对换电站的选址也有一定的指导意义。

考虑服务能力和削峰任务约束的换电站削峰方法

针对中大型换电站接入10 kV配电馈线造成的重载问题,提出考虑换电站服务能力约束和削峰任务约束的换电站削峰方法。首先,综合考虑各时段用户换电池需求和可换电池数量变化对换电站服务能力的影响,提出换电站的服务能力裕度的概念,并提出服务能力裕度约束。其次,提出削峰任务完成度来衡量换电站削峰量与削峰任务的匹配程度,基于此建立奖罚机制来进行削峰补贴电价调节,作为换电站的削峰任务约束。再次,结合换电站的削峰补贴和可节省充电成本建立换电站优化目标。然后,将换电站电池充电计划优化问题转化为一个具有不等式约束的静态整数非线性优化问题,提出基于粒子群算法的换电站运行优化方法和流程。最后,通过仿真分析验证了方法的有效性。