基于分时电价的电动汽车储能与电网互动充放电调度方法研究

随着社会经济的持续稳步发展,负荷侧的需求日益膨胀,可再生能源并网容量亦呈现出逐年攀升的态势。然而,由于可再生能源及新能源发电具有波动性、地域性、未知性、间歇性等特点,加上电动汽车无序接入电网导致负荷“峰上加峰”,电力供需两侧之间深层次的结构性矛盾愈加凸显。对此,研究以降低电网运行成本为目标函数,充分考虑电动汽车储能和电力系统的约束条件,提出了基于分时电价的电动汽车储能最优充放电调度方法,以满足电力系统运行安全和电动汽车用户出行的需求,并通过算法案例验证了此方法的有效性和可行性。

电动汽车储能技术应用潜力及功能定位研究

随着电动汽车的普及和电池技术不断成熟,电动汽车作为分布式储能的应用前景日益受到关注。通过对电动汽车充放电功率的合理引导和调度,电动汽车可向电力系统提供调频、调峰等功率及能量型调节服务,从而提高电力系统对波动性可再生能源的利用水平。然而,各国对电动汽车储能潜力的定量评估研究较少,以往有限研究对不同车型种类、车主用车行为等因素的影响分析不足。因此,基于中国未来电动汽车发展预测,结合各类车型出行及停车行为特征,预测了未来大规模电动汽车储能潜力,并对电动汽车储能与可再生能源协同的效果进行了评估。此外,就电动汽车储能与固定式储能在电力系统中的功能定位问题进行了对比分析,为后续电动汽车储能发展战略及相关政策制定提供了决策参考。

电动汽车虚拟储能支撑的多元调峰辅助服务优化

可再生能源出力的波动性加剧了电网调峰需求,大规模电动汽车(electric vehicle,EV)聚合为虚拟储能可大幅提升系统调峰能力。然而,调峰需求方(风电､光伏等可再生能源运行商)与调峰供应方(火电站､储能系统等)之间的交易机制尚未完善,如何调动EV作为调峰供应方的积极性,在多元主体间合理分摊调峰辅助服务费用,成为亟需解决的问题。提出EV虚拟储能支撑的多元调峰优化调度及辅助服务费用分摊机制:首先,构建多元调峰辅助服务市场主体,包括风电、光伏、火电及EV虚拟储能等。其次,设计EV虚拟储能参与辅助服务费用分摊机制,风电、光伏等调峰需求方按各自发电容量比例,分摊火电及EV虚拟储能等调峰供应方所需的辅助服务费用。特别地,每辆EV根据其调峰的具体贡献给予补偿,充分体现EV车主作为储能自主参与电力市场的价值,并调动其参与调峰的积极性。然后,以系统运行总成本最低为目标构建日前调峰调度模型。最后,以湖北省某区域为例进行算例仿真,分析表明所提模型中EV虚拟储能的加入可有效降低系统运行总成本8.5%,同时提高系统调峰裕度,促进EV虚拟储能等灵活资源可持续发展。

计及电动汽车共享储能特性的园区柔性资源低碳运行控制方法

在“双碳”背景下,园区作为节能降碳的主力军,需进一步降低碳排放量,提高能源利用效率。提出了一种计及电动汽车共享储能特性的园区低碳运行控制模型。首先,引入阶梯式碳交易机制,计算节点动态碳排放因子,并将电动汽车减排量纳入碳配额;然后,在源侧引入地源热泵,通过电-热转换,满足园区热负荷需求;在荷侧,考虑电动汽车共享储能特性,建立电动汽车共享储能模型;最后,考虑碳交易成本、购电成本、响应补贴成本等,以运行成本最小为目标建立园区低碳运行优化模型,并采用优化软件CPLEX进行求解。仿真结果表明:考虑电动汽车共享储能特性并采用改进阶梯式碳交易机制,能够有效降低园区运行成本,减少园区碳排放,验证了所提算法的经济性和低碳性。

光伏储能式电动汽车直流充电桩的研究与设计

指出了电动汽车的出现深受人们的喜爱,也为环保和节能做出了贡献,但电动汽车充电不方便的问题也十分常见。用于光伏储能式电动汽车的直流充电桩的出现可以很好的解决这个问题。基于此,介绍了光伏储能式电动汽车直流充电桩的背景和发展现状,分析了常规充电和快速充电的方法,然后,详细探讨了光伏储能电动汽车直流充电桩理论研究中光伏电池的工作原理和特点,光伏电池的特性,以及光伏储能式电动汽车直流充电桩的设计。

考虑电动汽车虚拟储能的高渗透配电网鲁棒优化调度

针对可再生分布式电源和电动汽车大量接入后给配电网带来的挑战,提出了一种综合考虑电动汽车接入随机性和分布式电源出力不确定性的鲁棒优化调度模型。首先,分析了分布式电源与电动汽车负荷的协同特性,结合电动汽车充放电管理方法与各类电动汽车的停驶特点,建立了可供调度的电动汽车虚拟储能容量估算模型;然后,利用鲁棒随机优化理论描述风光不确定性,以净负荷波动最小和电动汽车用能成本最低为目标函数,构造了优化调度模型及求解算法。最后,以某配电网为算例对所提模型与算法进行验证,结果表明:对电动汽车的充放电价格、功率及时间进行集中优化调控,能够达到协同可再生能源出力、平抑负荷波动的目的,削峰填谷效果显著。

储能式电动汽车充电桩设计与应用

电动汽车作为一种新型汽车,一出现就得到了人们的喜爱,且在环境保护和能源节约方面做出了巨大贡献。目前,普遍存在电动汽车充电不便的问题,而储能式电动汽车充电桩的设计与应用很好地解决了这个问题。通过更新和改善储能式电动汽车充电桩的硬件和软件设备,解决了以往电动汽车电能补充不便和充电慢的问题。通过理论分析与实验结果表明,储能式电动汽车充电桩在保证传统充电桩的功能下,有效降低了充电桩对电网的功率要求,同时明显提高了充电速度。

一种储能式电动汽车充电站的研究与设计

随着环境保护意识的逐渐提升,人们对于环境保护的关注度也在升高,在这样的背景下寻求新的能源成为环境保护中的关键性问题。电能作为洁净能源,对电能的使用可以实现能源的节约管理,因此储能式电动汽车出现并且得到社会各界的认可,但储能式汽车毕竟对电量的存储是暂时的。为了保证汽车的能源持续性,需要对储能式电动汽车进行电能补充,因此需要对充电站进行研究和设计,采用更加科学的管理方法,保证储能式电动汽车的使用效率提升。文章主要针对一种储能式电动汽车充电站的研究与设计进行分析研究。

储能式电动汽车充电桩的充放电控制系统分析

随着科技的不断发展,电动汽车形式得到了优化,但为了推进储能式电动汽车进一步发展,需要将对其中的充放电控制系统运行情况进行总结,本文通过结构形式、充放电方式,两个方面对储能式电动汽车充电桩分析进行了总结,并从三相AD/DC 整流器控制、双向DC/DC 变换器控制、仿真系统分析、双向PWM 整流器、主电路参数调整,五个方面对储能式电动汽车充电桩的充放电控制系统分析进行了总结,希望为关注这一话题的人们提供参考。

考虑车网互动的园区电网动态双层能量管理策略

为解决大量接入的清洁能源出力波动和充电场内汽车数量的随机变化给电网能量管理带来的困难,提出一种园区电网双层优化控制策略.上层基于模型预测控制技术建立风光储集成动态优化模型,综合应用园区电池储能系统和电动汽车(EV)电池储能系统参与电网能量平衡.下层则考虑同时满足EV车主对EV的充电需求和上层能量调度的车网互动管理需求,制定园区电网内停车场的EV有序充放电策略.仿真算例验证表明:所提策略能将分散园区各处的EV储能集成为统一虚拟储能,扩展园区电网储能系统,增加可再生分布式电源的消纳与园区电网的经济效益.

风电接入后的电力系统可靠性研究综述及展望

对风电场可靠性建模中风速的模拟、尾流效应、风速相关性、风电机组的随机停运模拟等内容进行了综述,对风电机组参数、风电渗透率对系统可靠性指标的影响进行了总结;对解析法和模拟法在风电接入后的电力系统可靠性评估中的应用进行了分析;指出电动汽车储能、VSC-HVDC输电、混合发电、系统运行可靠性等是未来风电并网电力系统可靠性研究的重要内容.

基于微电网的城轨再生制动能量回馈系统

为减小再生制动能量的冲击性和间歇性,提出一种基于微电网的再生制动能量回馈系统,利用城轨出入口电动汽车的闲置时间,发挥其储能特性和可调度特性,平抑制动能量的冲击性和间歇性,为车站提供稳定的绿色电力。为使所提微电网再生制动能量回馈系统的安全可靠工作,设计了再生制动能量回馈控制,逆变器恒功率控制及电动汽车充放电控制,同时考虑到电动汽车充放电受荷电状态约束,提出了一种基于滞环比较器的协调控制方法,以实现再生制动能量回馈控制,逆变器恒功率控制的同时避免电动汽车过充或过放。最后搭建Simulink仿真模型对所提微电网再生制动能量回馈系统进行验证,结果表明:所提运行控制和协调控制方法是有效可行的,对再生制动能量的利用具有应用和研究价值。

网络理论在光伏充电站智能通信网络优化中的应用

介绍未来智能电网中光伏储能电动汽车充电站主体架构,及其通信监控架构。将网络中连通度、网络流等理论应用于光伏储能、电动汽车充电站监控系统设计中,最后通过对监控网络的连通度、稳定性、经济性的比较得出最优的监控系统设计框架。

含虚拟储能系统的配电网可靠性评估

为解决未来大范围停电的发生造成我国当地地区中重要场所失电以及居民生活水平大幅下降的问题,提出一种应用于配电网的电动汽车虚拟储能聚合模型,并基于此建立虚拟储能系统中电动汽车虚拟储能的相关模型,同时提出一种含电动汽车虚拟储能的配电网可靠性评估方法。首先,为保证配电网中的孤岛区域和重要负荷不失电,提出一种电动汽车虚拟储能聚合模型。其次,研究以电动汽车虚拟储能聚合模型为基础的电动汽车虚拟储能中的相关模型。最后,基于传统的配电网可靠性评估以提出一种含电动汽车虚拟储能的配电网可靠性评估方法。通过改进的IEEE-RBTS Bus6测试系统为例进行分析,仿真结果证明了文中建立的模型的有效性以及含虚拟储能系统可明显提高配电网可靠性。

Improving Kinetic Energy Storage for Vehicles through the Combination of Rolling Element and Active Magnetic Bearing

The demand for short term energy storage providing high power for electric and hybrid-electric vehicles is increasing drastically. Stationary FESS （flywheel energy storage systems） is established as UPS （uninterruptible power supply） and represent an emerging market. In contrast, mobile FESSs are currently only used in a few application, e.g., in motor sports. To enable a wider use in personal and public transportation the life-span of the flywheel＇s bearings needs to be increased significantly. This paper presents an alternative approach to extend the lifespan of the flywheel＇s bearings significantly by using a CREAMB （combination of rolling element and active magnetic bearings）.

Comparison of the topologies for a hybrid energy-storage system of electric vehicles via a novel optimization method

The combination of batteries and ultracapacitors has become an effective solution to satisfy the requirements of high power density and high energy density for the energy-storage system of electric vehicles.Three aspects of such combination efforts were considered for evaluating the four types of hybrid energy-storage system(HESS)topologies.First,a novel optimization framework was proposed and implemented to optimize the voltage level of a battery pack and an ultracapacitor pack for the four types of HESS topologies.During the optimization process,the dynamic programming(DP)algorithm was iteratively applied to determine the optimal control actions.The simulation results with DP were used to evaluate the energy efficiency of different HESS topologies at different voltage levels.Second,the optimized voltage level of the battery and ultracapacitor in each topology indicates that a higher voltage level usually results in a better system performance.The simulation results also illustrate that the optimized rated voltage level of the battery pack is approximately 499.5 V,while for the ultracapacitor pack,the optimized voltage level is at its maximum allowed value.Note that the constraint of the battery voltage is initialized at200–600 V.Third,the control rules for different HESS topologies were obtained through the systematic analysis of the simulation results.In addition,advantages and disadvantages of the four topologies were summarized through evaluation of the efficiency and operating currents of the batteries and the ultracapacitor.