新型配电系统中考虑电动汽车差异化行为特性的充换电站规划方法

随着电动汽车用户数量的增加,研究电动汽车差异化行为特性对高比例新能源配电网的影响具有重要意义。通过蒙特卡洛法对电动私家车负荷特性进行建模,同时提出电动公交车在3种差异化行为特性、补能模式下的负荷特性模型;以网损和充换电站成本最小、光伏消纳最大为目标,建立了含分布式电源以及不同种类电动汽车充换电站的配电网协同规划模型,采用yalmip工具箱结合cplex求解器进行求解,旨在规划差异化电动汽车充换电站容量以解决电动汽车类型比例不同时的规划问题。最后,通过改进的IEEE 33节点配电系统算例验证了所提模型的有效性。

基于马尔科夫链的电动汽车充换电站成本效益估计方法

针对电动汽车充电站成本效益的估算问题,阐述了本文的研究背景和意义,其次分析了充换电站投资成本模型,给出了初期投资成本与运营成本的算式,给出了马尔科夫链的算法理论,最后通过案例分析,验证了基于马尔科夫链的电动汽车充换电站成本效益估计方法具有较好的可行性。

电动汽车充换电站的成本效益模型及敏感性分析

电动汽车充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)是中国电动汽车应用的重要基础设施之一,得到了广泛关注和示范推广。BCSS的成本收益模型对BCSS商业化推广是至关重要的,文中探讨了电动汽车BCSS的组成结构和运营模式,选择以电池租赁运营模式的BCSS为研究对象,考虑了其投资成本、运营和维护费用、人工薪酬等成本及充换电服务等收益,建立了基于净现值动态评价指标的电动汽车BCSS成本效益模型。最后以中国某大型电动汽车充换示范电站为实例,分析了该电站在全寿命周期内的成本收益模型,并进行了敏感性分析,得出了影响BCSS收益的关键因素依次为充换电服务价格、电池租赁费用、购电价格等。该模型及分析结果为电动汽车BCSS商业化运行提供了成本收益评估和决策依据。

预制舱变电站-电动汽车充/换电站综合服务模式下的优化运行策略

电力需求和电动汽车产业的迅速发展,将加速城市变电站和充/换电站的建设,但也受到现有土地资源紧张等问题的制约。以具有集约资源利用优势的预制舱变电站为基础,考虑变电站与电动汽车充/换电站的融合,提出了多站综合服务模式下的优化运行策略。首先建立了“预制舱变电站-充/换电站”综合服务框架,分析其融合运行的可行性。在此框架范围内,对电动私家车虚拟储能容量及电动出租车换电需求进行分析,并提出了换电站考虑放电行为(vehicle-to-grid,V2G)的电池时序仿真模型。最后针对充/换电站内电动汽车出行、充放电特性,以及电池储能情况对电池充放电行为进行合理调控,结果表明,通过合理评估虚拟储能及换电需求大小,所提方法能够起到平抑负荷波动、削峰填谷的作用。

电动汽车充换电站火灾燃烧模拟试验研究

为研究电动汽车充换电站火灾发生时火灾发展、烟气蔓延、温度变化及CO分布情况,设计具有自动控制、实时监测、数据采集、显示、探测报警、数据存储等功能的充换电站火灾模拟燃烧试验平台,并进行燃烧试验。通过燃烧不同材料,分别模拟站内监控室、充换电室及配电室等3种典型火灾场景的燃烧。根据现场实时监测、记录的燃烧过程数据,分析电动汽车充换电站火灾蔓延规律及其危险性。结果表明:配电室的烟气蔓延速度、CO体积分数上升速度及其最高值均高于监控室及充换电室的相应值。因此,配电室火灾危险性最大;监控室材料易被引燃,危险性居中;充换电室内的电池燃烧释放烟气少,危险性最小。

电动汽车充换电站参与电网AGC功率分配的成本一致性算法

搭建电动汽车充换电站参与电网自动发电控制(AGC)功率分配的框架,并建立其优化数学模型。在此基础上,提出电动汽车参与AGC功率分配的成本一致性算法。智能体间采用虚拟一致性变量作为一致性交互计算信息,同时以真实一致性变量确定电动汽车的AGC功率,提高算法的应用灵活性。某电网模型仿真结果表明:成本一致性算法可以减少电网调节成本,提高区域电网的控制性能标准,且能有效实现电动汽车参与电网AGC功率分配的自律调频。

基于试验设计的电动汽车充换电站接入电网的降损研究

为了降低网损,对充换电站的电气接入点和接入工作功率进行了研究,分析了单个和多个充换电站接入配电系统不同电气节点产生的有功损耗的变化规律。针对多个未知运行状态的充换电站接入配电系统某些固定电气节点的情况,提出了一种基于试验设计的电网有功损耗快速估算方法,其能够在准确反映建模所需信息的同时大幅缩减仿真试验次数。以降低有功损耗为目标,对估算所得的模型进行组合优化。

移动式电动汽车充换电站检测方案

完善的充换电设施运维体系是实现电动汽车大规模推广的关键之一。首先在对现有技术分析的基础上,阐明了移动式检测技术研究的必要性;然后,根据对天津市充换电设备的调研分析,提出一种便捷高效的移动式检测方案;最后,试制检测装置并对充电机进行测试,验证了本方案的可行性。该方案采用整体高度集成、电阻柜分体式量身定做的灵活结构设计,结合基于层次分析法和熵权法的状态评估软件,可实现充电机的故障排查和周期巡检,对充电机的安全运行和电动汽车的普及具有重要意义。

含风电场与电动汽车充换电站的电力系统经济调度

在分析风电和电动汽车发展形势的基础上,提出将电动汽车充换电站视作储能电站引入电网调度,为含有风电场的系统提供备用。通过对风电出力和充换电站可用容量的预测,考虑风电和充换电站建立经济调度模型,提出模型优化策略,并采用粒子群优化算法(PSO)求解。通过算例验证了模型和算法的正确性和有效性。

电动汽车充换电站安全性分析

为了解决电动汽车充换电站安全性评价指标的模糊性和难以定量的问题,提出采用模糊综合评价法对其进行量化。首先从5个层次建立了电动汽车充换电站安全性评价体系:自然条件、厂址选择及总平面布置;充换电站运行管理机制;充换电站设备设施;消防安全管理;第三方失误。然后结合南通外环东路集中充换电站的实际情况,对该充换电站安全性进行分析评价。

结合车主期望的充换电站辅助调频策略

随着可再生能源的高渗透与新型电力系统构架的不断完善,电动汽车既可作为可控负荷,也可作为分布式电源,具有优良的调频特性。为此,提出了一种结合车主期望的充换电站辅助调频策略。首先,基于入/离网时间、入网/期望荷电状态量、电动汽车充放电限制等车主期望建立电动汽车充/放电能力评估模型。其次,结合电动汽车充/放电能力与有功-频率特性曲线建立电动汽车双层控制的调频模型。最后,考虑电网侧和车主侧的需求,提出充换电站参与电网调频策略。仿真结果表明,所提控制策略在满足车主期望及电动汽车自身限制的情况下可有效调节电网频率、提高电网安全稳定运行水平及灵活性。

改进蚱蜢算法在电动汽车充换电站调度中的应用

电动汽车充换电站调度优化问题一般采用群智能优化算法求解,但现有算法存在陷入局部最优、早熟收敛等缺陷,因此提出一种改进的蚱蜢算法:采用边界反弹机制,提高算法效率;引入正余弦搜索机制,加强算法的全局搜索能力;采用Lévy飞行对粒子进行随机扰动,防止种群陷入局部最优;采用非线性收敛策略加快算法后期的收敛速度.实验结果表明,该算法在电动汽车充换电站调度优化问题上,性能优于原始蚱蜢算法以及其他现有群智能算法.

电动汽车充换电站谐波水平分析及治理

在政府对电动汽车产业的大力推动下,我国电动汽车产业将步入快速发展期,这也极大地推动了电动汽车充换电设施的建设。大量充电设备的接入将给电网的电能质量带来影响。文中以某电动公交充换电站为依托,通过大量现场试验取得详尽的数据,分析不同规模充电机对电网造成的谐波影响,并对采用谐波治理措施的效果进行测试和评估。采用有源电力滤波器后网侧5、7次谐波电流明显减少,满足国标GB/T 14549-2008规定的限制值。

共享电动汽车混合充换电站选址优化

在未来城市中更换电池这种便捷、高效的方式将成为共享电动汽车补充电能的主要方式。为了建立效率高、成本低、电网友好型的混合充换电站,首先根据共享电动汽车的租赁规律以及功率、时间等充电数据,利用蒙特卡洛模拟方法预测共享电动汽车的充电负荷;然后,以共享电动汽车充换电站对用户捕获程度最大、配电系统网络损耗最小和配电系统电压偏移最小为目标,建立共享电动汽车混合充换电站最优规划的多目标模型;最后,采用改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标模型进行求解,得到Pareto最优解集。以25节点交通网络和IEEE 33节点配电系统为例,验证了所建模型的可行性,可为共享电动汽车混合充换电站的建设提供可行性经验。

电动汽车充(换)电站选址评价体系的构建

电动汽车充(换)电站的选址问题,是推进电动汽车产业化发展的一个重要问题。介绍了电动汽车充(换)电站选址的六大原则和影响选址的社会、数据、经济、环境及其他可能影响的关键因素,并且选取覆盖程度、经济成本、资源配置、服务能力作为一级指标,利用层次分析法和模糊综合评价法进行评价和分析。通过建立电动汽车充(换)电站选址评价体系,可以了解充(换)电站选址的关键因素,从而破解制约电动汽车产业化发展的瓶颈问题,并对现有及规划充(换)电站的站址布局,进行深入分析和科学评价,同时也为电动汽车大规模产业化发展下的充(换)电站的选址,进行技术指导和借鉴。

电动汽车充换电站经济性评价研究

电动汽车充电设施是电动汽车发展的重要基础设施。电动汽车充换电站具有快捷性、方便性和灵活性的特点,可提高电动汽车使用效率,达到电网削峰填谷的效果。构建了电动汽车充换电站成本-收入分析模型,选择净现值、效益费用比、内部收益率作为经济评价指标,建立了电动汽车充换电站经济性评价模型。以JMH电动汽车充换电站为例,对其在现行模式下的经济性进行了评价,结果表明经济性较差。提出了将换下的电池在低谷时段充电的低谷电充电模式,较大幅度地提高了充换电站的经济性。

充换电站及电动汽车远程监控系统研究与应用

为促进充换电站及电动汽车的安全、可靠和经济运行,设计了充换电站及电动汽车远程监控系统。该监控系统主要由监控中心、电力广域网、GPRS无线通信网络、充换电站通讯管理机、视频系统及电动汽车车载终端等部分组成,具有充换电监控、配电监控、视频监控、电动汽车运行监控等功能,实现了对江苏省所有充换电站及电动汽车的实时监控和有效管理。实践运行证明,该监控系统具有实时性强、可靠性高和准确性高等特点,提高了充换电站及电动汽车运行监控的自动化水平。

基于不同购电模式相结合的电动汽车充换电站运营模式研究

电动汽车达到一定规模后可能带来大量充电负荷,为使收益最大,提出充换电站应采用充电与换电相结合的工作方式,充電模式采用直接从电厂购电,而换电模式通过电网购电。以充换电站的运营收益最大为目标,结合了合同电价与市场电价之间的联动模型对该工作模式下的充换电站运营进行了经济效益分析,确定了最佳充换电比例。最后针对某地区充换电站运营进行了算例分析,证明了此方法的可行性。

基于加权Voronoi图和自适应PSO算法的电动汽车充换电站联合规划

充、换电站是为电动汽车提供电能补给的基础设施,合理规划充、换电站对推动电动汽车普及具有重要意义。首先,预测规划区域电动汽车保有量,根据保有量及各类型电动汽车行驶特性数据,得到电动汽车总换电需求和各路网节点换电需求;其次,以充、换电站建设运维成本、用户损耗成本和电池配送成本之和最小为目标,建立了充、换电站联合规划模型;最后,采用加权Voronoi图与自适应粒子群算法对模型进行求解。算例结果表明,在综合考虑电动汽车用户和充、换电站运营商的利益下,所提方法既能满足用户电能补给需求,又能使充、换电站年均综合成本达到最优。

一种基于单元数量控制的电动汽车充换电站电池充放电策略

电动汽车充换电站兼顾电力系统电源与负荷的双重属性,因而,充分挖掘其柔性、灵活的供需电特性,对其做出合理的充换电决策,具有十分重要的现实意义。传统的充放电控制策略以连续的充电电量为决策变量,然而,受电池荷电状态与数量限制,此类模型的最优解往往难以与现实对应。由此,基于日前分时电价,本文提出双向能量交换下以电池充放台数为决策变量的充换电站充放电二阶段优化控制方法,方法第一阶段以充换电站运行的最小支出费用为目标,在其基础上,第二阶段以站内满充电池数量最大为目标寻求最优充换电策略。以实际山东焦庄充换电站为例,比较了无序充电与本文有序充放电的充电负荷及费用支出,分析了本文提出的以电池充放台数为决策变量和传统方法以连续充电电量为决策变量的优化结果的区别,验证了本文提出方法的有效性。