表面修饰纳米TiO_2的贮氢合金电极的光充电行为

采用水解-沉淀法制备了锐钛矿结构的纳米级TiO2,研究了表面修饰TiO2的贮氢合金电极的光充电、循环伏安及交流阻抗特性.结果表明,表面未修饰TiO2的贮氢合金电极在光照下电极电位基本无变化,而表面修饰TiO2的贮氢合金电极在光照下,电极电位向负方向偏移,可达-0.835V,表明在光照射条件下电极表面有氢原子形成.电化学阻抗谱的结果也表明,表面修饰电极在光照时表面有吸附氢存在,并存在氢原子向贮氢合金内部的扩散过程.扫描电镜观察表明,表面修饰TiO2的贮氢合金电极在光充电后产生的氢原子被贮氢合金吸收引起膨胀,导致表面出现大量微裂纹.

TiNi合金表面TiO_2薄膜的制备及光充电性能

采用热氧化方法在TiNi合金表面制备了TiO_2薄膜,并考察了TiO_2／TiNi电极在KOH溶液中的光电化学性能。结果表明,TiNi贮氢合金表面形成的TiO_2薄膜为金红石型,结晶度随氧化温度升高逐渐增大；TiO_2薄膜结构、光电流和界面阻抗之间存在良好的相关性,700℃制备的TiO_2薄膜光响应电流最大,电极阻抗谱与镍氢电池体系合金负极阻抗特征相似,高频区半圆对应于吸附氢的形成,而低频区Warburg线性关系则反映了氢在电极中的固态扩散过程：在光照射下具有特殊的光充电贮氢性能,放电容量从暗态时的5 mAh／g提高至光照时的15 mAh／g,对光充电反应机理作了初步分析。

TiO2-Pt／Mm(Ni3．4Mn0．4Al0．3Co0．7)电极的可助光充电

1～8nm的Pt微粒通过光催化分解法沉积在20～50nm的TiO2微粒表面,然后把所制备的TiO2-Pt纳米微粒修饰到富La的贮氢合金电极的表面,形成可助光充电的TiO2-Pt/Mm(Ni3.4Mn0.4Al0.3Co0.7)电极(TPM电极),研究了TPM电极的光电化学、可助光充电行为。结果表明:微小的电流对TPM电极的光充电效应有较强的辅助作用。当TPM电极只被光照时,放出的电量较小;而在光照的同时加上一个微弱的电流,可显著改善其光充电性能。通过交流阻抗谱和循环伏安实验研究了其光充电机理。

计及电能量-备用耦合的配电网与光储充电站协调优化调度方法

针对光储充电站大规模接入给配电网带来的调控压力,提出一种计及电能量和备用耦合的配电网与光储充电站协调优化调度方法。首先,建立基于随机机会约束的光储充电站经济调度模型,得到光储充电站与配电网的电能交互方案和备用需求;随后,采用鲁棒经济调度-线性潮流方法,建立计及不确定性的配电网优化调度模型,并根据Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件推导得到配电节点边际电价和节点备用边际电价,通过电能量和备用价格引导光储充电站友好互动,挖掘站内储能在削峰填谷和备用调节上的潜力。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。

提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略

光储充电站的运行效率直接影响到其经济效益及电网侧的电能质量。针对在进行容量配置时对运行效率考虑不足会导致非必要的电能损耗,文中提出一种提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略。通过分析光储充电站变换器与内源线路功率损耗对于运行效率的影响,提出充电站的运行效率评估指标与计算方法,并讨论光储充电站运行效率对其容量配置的影响。建立以充电站经济效益、运行效率、电网侧峰谷供电功率补偿能力最佳为优化目标的多目标容量优化配置策略。针对优化目标特性,提出一种改进二代非支配排序遗传算法得到优化策略求解方法。选取中国西南地区某典型光储充电站运营场景,通过算例验证了优化策略的有效性与优越性。

基于分布鲁棒联合机会约束的光储充电站滚动优化调控模型

随着电动汽车的普及和清洁能源装机容量的日益增加,光储充电站展现出广阔的应用前景。针对电动汽车随机接入影响下光储充电站功率难以精准调控的问题,提出基于分布鲁棒联合机会约束(DRJCC)的光储充电站滚动优化调控模型。将基于混合整数规划(MIP)的精确DRJCC模型、基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型、基于Bonferroni不等式的DRJCC模型进行对比,通过算例分析验证了所提优化调控模型的有效性。算例分析表明,所提基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型能够同时满足更多电动汽车的充电需求。

计及全生命周期成本的公交光伏充电站储能优化配置方法

“双碳”目标下城市公交车全面推进电动化,公交光伏充电站面临并网点负载压力大、运营成本高的问题。提出公交光伏充电站储能优化配置方法。基于大量的调研数据分析公交充电负荷特性,构建公交光伏充电站典型运行场景;综合考虑充电站运营商利益、公共交通通勤需求以及并网点的容量限制,构建计及全生命周期成本的公交光伏充电站电池储能优化配置双层模型。以北京某在营公交充电站为算例,验证了所提配置方法的有效性,量化评估了光伏发电余量上网、公交车充电策略、电网电价及电池购置价格等因素对充电站配置储能运营经济性的影响。

动态能源与地理信息融合的光储充电站电动汽车充电路径引导

电动汽车(EV)的出行、充电行为在对交通系统运行规律造成影响的同时,也使得能源网络负荷的时空分布发生改变。为此,考虑光储充一体化系统的特点,结合大规模EV、区域路网、配电网以及光储充电站的动态信息,构建了精细化的车-站-路-网动态融合模型;在此基础上,分别从用户、交通路网、电网3个角度构建包含行程时间、交通拥堵情况、电网稳定性的多目标优化函数。针对当前模型的高复杂度,运用分层规划和双向搜索思路对LPA*路径规划算法进行改进,从而实现动态环境下的充电路径引导。以某市一区域路网为例进行仿真,结果表明:与现有的策略相比,所提充电路径引导策略能很好地解决因EV充电带来的局部道路拥挤、区域光储能源消纳不均衡等问题。

光储充电站多目标自适应能量调度策略

针对光储充电站运营中利润过低、充电桩降功率供电易发和光伏弃光严重的问题,提出了一种基于参考点的非支配排序自适应遗传算法的能量调度策略,目的是提高充电站的运营效益.首先,以最大化充电站利润、充电桩满足率和光伏消纳度为目标建立多目标优化模型;其次,为避免传统NSGA-Ⅲ算法早熟问题,构建了一种自适应的二进制变异算子,以提高其种群多样性;最后,针对多目标优化求解所得的Pareto最优解集难以筛选问题,采用模糊层次分析法从中选出唯一最优解.实验结果表明,该策略在满足100%光伏消纳度的同时,相比其他多目标优化策略提高了0.45%~9.55%的充电站利润和0.42%~5.64%的充电桩满足率.另外,超体积指标表明所改进的算法有更好的收敛性和分布性.

考虑用户充电行为和光伏不确定性的光储充电站储能容量优化配置

“双碳”背景下,PSCS(光储充电站)逐渐成为EV(电动汽车)充电站的主流形式。为解决PSCS光伏发电和用户充电行为的不确定性问题,同时保障PSCS的盈利,提出一种考虑EV用户行为和光伏不确定性的PSCS储能容量优化配置方法。首先,采用改进K-means算法对光伏出力数据进行聚类,构建典型光伏出力场景及其概率分布规律。其次,分析EV的充电行为特性,计及环境温度变化对EV耗电量的影响,建立EV充电负荷模型。最后,考虑需求响应,建立以购电成本、碳排放成本、售电收益等为目标函数的经济运行模型。算例分析结果表明,在进行PSCS储能容量配置时考虑光伏出力不确定性和需求响应,能够减少碳排放量并保证PSCS的经济效益。

并网光伏充电站的直流耦合探究

针对并网光伏充电站直流模块可能存在的问题,基于光伏发电系统和国家电网的直流耦合,优化太阳能、储能设备、电网之间的电能分配,实现三者的智能联合和切换。供电模块优先向充电站监控系统和运转设施供电,再采用先进算法为汽车动力电池提供更为稳定的充电。据此,分析了新光伏充电站的系统结构,重点介绍了直流电路耦合模块的原理和算法,并对光、电和储能装置充放电能量流方向进行了探讨。

考虑负荷特性与工况的公交充电站光储配置

随着光储充一体化充电站的发展,如何在现有公交充电站基础上合理确定光储容量成为了焦点。因此提出了考虑负荷特性与运行工况的光储公交充电站容量配置模型。首先考虑公交充电站充电负荷特性,通过移动边界法确定储能充放电状态的阈值,构建更加最优的光储公交充电站运行工况及运行条件。其次,以极大化光伏利用率和极小化系统投资、运行成本为目标,采用粒子群算法进行优化求解,确定出光储公交充电站最优的光伏以及储能容量。基于实际运营数据,对考虑负荷特性和运行工况的光储公交充电站和未考虑的光储公交充电站进行经济性对比。结果表明,在相同配置情况下考虑负荷特性和运行工况能够得到更加合理地光伏和储能容量。

装配式光储+人工智能一体化充电站设计研究

中国提出“双碳”目标后,深度降碳减排和可再生能源的大规模开发成为我国能源行业发展的新方向。在汽车新能源革命中,光储一体化充电技术作为关键要素备受关注。本文通过对新能源充电的国内外发展现状进行调查研究,揭示在光储一体化充电站建设中存在的技术难题。目前光储一体化充电站存在安装与适应性不灵活、消防系统不完善以及缺乏智能管理系统等问题。为应对这些挑战,本文提出了一种创新的装配式光储+人工智能一体化充电站设计方案。该设计方案集成了车棚和光伏发电功能、人工智能管理系统、智慧消防系统于一体,采用装配式模块化设计,使充电站更加智能、灵活。这一设计不仅满足了用户充电需求,还注入了智能科技元素,为未来新能源充电基础设施的建设提供了创新思路。

基于多模式融合的光储充电站储能系统优化运行分析

为满足光储充电站的技术需求,优化储能系统运行模式,以多模式融合为基础,提出相关的光储充电站储能系统优化策略,包括能量管理策略、设备选型配置优化以及运行调度控制,以期为相关人员提供参考。

基于人工神经网络的光伏充电桩有序充电控制系统

为了节约用户充电成本,保证单位时间内充电车辆数量,设计基于人工神经网络的光伏充电桩有序充电控制系统。在微控制器模块中,基于FPGA设计一种微控制器作为系统发挥控制功能的硬件。设计粒子群算法与极限学习机相结合的区域电动汽车充电短期负荷预测模型,实施电动汽车短期负荷预测。测试结果表明,该系统的短期负荷预测结果与实际负荷结果相近,在系统控制下,用户充电成本得到较大幅度地降低,同时电动汽车充电车辆数量有所提升。

高速公路服务区光储充电站运行控制分析

现阶段,高速公路上的充电网络基本建设完成,并且得到了快速的发展。因此,为确保高速公路服务区内光储充电站的应用需求能够得到满足,须引入清洁绿色电力,与此生成高速公路能源保障机制,以增加交通出行环节的用电便利性。基于此,本文首先简要分析了工程概况,其次阐述了高速公路服务区光储充电站运行控制问题,最后提出了高速公路服务区光储充电站运行控制措施,以期对相关部门的工作有所帮助。

基于PPO算法的光储式充电站储能运行策略

电动汽车的随机充电与光伏出力的波动特性给光储式充电站的经济高效运行提出了新的要求。为此,提出了一种基于深度强化学习近端策略优化(Proximal Policy Optimization,PPO)算法的光储式充电站储能运行策略。首先,对光储式充电站系统结构进行了分析,并建立了以综合运行成本最小为目标的储能运行模型。其次,将该模型转化为马尔科夫决策过程,并采用深度强化学习PPO算法进行训练求解。最后,在一个光储式充电站中进行算例仿真,验证所提策略的有效性。

考虑改造扩建和安全效能成本的光储一体化充电站规划方法

在电动汽车的用户的持续增长的背景下,研究高效、经济的光储一体化充电站规划方法具有重要意义。从电网整体的角度出发,将设备改造扩建作为决策手段纳入到规划模型之中,考虑规划周期内新老设备交错、更替的影响以精确计算其资金时间价值,以安全效能成本(safety efficiency cost,SEC)为优化目标,提出了一种光储充一体化充电站的规划方法。首先,考虑各个种类设备的寿命周期和投运时间的不同,提出一种资金时间价值归算方法;然后基于电网整体角度,构建以光储一体化充电站新建、老式充电站改造和光储设备扩建为决策变量的SEC评价指标,并建立相应的规划模型;最后采用向量序优化算法对模型进行求解。基于仿真算例的结果表明,所提方法有效提升了光储充一体化充电站规划方案的综合效益及有效性。

便携式电子产品光伏充电器硬件电路设计及系统调试

为解决智能手机、数码相机等便携式电子产品的户外充电需求,光伏充电器应运而生。光伏充电器的硬件部分包括太阳能电池板、蓄电池以及各类电路,该文重点对光伏充电器硬件电路的设计与调试展开研究分析。首先介绍单片机主控电路、电源电路、充电电路与蓄电池温度检测电路的设计要点,随后对太阳能电池以及各类电路进行调试。结果表明,太阳能电池的光生电流和光生电压与光照强度成正比;使用Multisim仿真软件进行电路仿真,充电电路的输出电压为稳定的5 V,经过稳压电路处理后以4.2 V电压向蓄电池充电。温度检测电路可以在蓄电池满电后自动断开、避免过充,保护蓄电池。

考虑电动汽车充电负荷及储能寿命的充电站储能容量配置优化

提出了一种优化电动汽车充电站储能容量配置的方法。该方法考虑了季节性电动汽车充电负荷波动与光伏出力之间的关系,并且考虑了储能寿命。论文利用蒙特卡罗法考虑了不同类型电动汽车的多种影响因素,对整体负荷进行预测。以每日运行成本最低为优化目标,在考虑四季光伏出力和储能寿命的影响下,采用了3种算法对目标函数进行优化,以得到最佳的光储充电站储能配置方案。研究以西北某地区为例。结果表明:冬季下综合成本为3.0432×10^(6)元,相比于其余3个季节综合成本最低;采用遗传算法时,在综合成本相差不多时,获得的储能配置最优,储能容量为22.82 MWh,储能功率为7.31MW,从而得到光储充电站最优的储能容量配置。