基于电池租赁模式的电动汽车换电站电池容量优化

深入分析了电动汽车换电站运行特性,建立了换电站电池状态转移模型;针对电动汽车日耗量特性,建立了电动汽车换电需求模型,并采用基于Kantorovich距离的场景削减技术对换电需求场景进行有效削减。在此基础上,以换电站电池投资等年值、电池年运行维护成本及换电站充放电费用最小化为目标,综合考虑换电站充放电能力、电动汽车换电需求等约束,建立了基于分时电价机制的换电站电池容量优化模型。利用某换电站进行算例仿真,并分析了电池投资价格、电价峰谷差对容量优化配置的影响。结果表明,降低电池价格或增大电价峰谷差,均使得换电站电池最优配置容量增加。

计及服务可用性的电动汽车换电站容量优化配置

动力电池换电模式由于其换电过程所需时长远小于充电过程、动力电池充电便于统一管理等优点,成为电动汽车能量补充的重要方式,推进换电站的建设有利于电动汽车的普及。针对可就地向动力电池组充电的换电站容量优化配置展开研究。首先介绍换电站的系统结构和"即换即充"的运行策略,提出服务可用性的评价指标;然后分析换电站运行状态的时序仿真模型,根据模型的输出量计算服务可用性指标;构建以设备年成本为目标函数、以换电站规模和服务可用性要求为约束的数学模型;采用微分进化(DE)算法对数学模型进行求解;最后对算例进行优化配置,随机抽取两日换电需求,计算换电站的可用性指标并分析各时段运行状态,对配置结果敏感性进行分析。

计及运营特性的电动汽车换电站时空双层调度

为实现电力系统与电动汽车换电站运营系统的有机融合,在进行电网调度最优化的同时兼顾保障换电站运营,提出了将电动汽车换电站运营参数构建惩罚函数加入调度目标函数的模型。该模型采用双层时空解耦结构,上层模型以整体代理的方式实现换电站在时间尺度的多目标优化调度(包括负荷波动、峰谷差最小),下层模型在空间尺度上合理分配各换电站充电计划来调节包含间歇性分布式电源的电网潮流分布,实现网损最小化,同时引入运营惩罚函数实现换电站运营状况对电网的反馈。之后,采用自适应变异粒子群算法对提出的双层系统进行迭代求解。最后在修改的IEEE 30节点算例中说明该调度模型的作用。

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。

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。

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。

考虑充电随机性的电动汽车充电站谐波分析

提出一种考虑充电机工作随机性的状态概率模型,采用蒙特卡罗模拟充电过程中可能的影响因素,分析计算过程中每个状态下充电站的谐波含量,并进行统计给出充电站正常运营情况下各次谐波的概率分布。该方法同样适用于其他多个非线性负荷集中上网的谐波特性分析和研究,具有普适性和通用性。谐波分析结果可指导谐波治理装置的配置和电能质量优化的策略安排。

基于GA-PSO的电动汽车换电站时空双层充电优化策略

针对电动汽车(Electric Vehicle, EV)用户换电体验不佳、换电站备用电池组空闲、充电成本过高及配电网负荷特性恶化的问题,建立了兼顾EV用户、换电站和电网公司三方利益的时空双层充电优化模型。该模型采用双层时空解耦结构,上层模型以满足EV用户个性化需求为目标,重点解决空间尺度上换电站的选择问题。下层模型在时间尺度上采用一种两阶段优化策略,第一阶段以充电成本最小为目标重点关注电池组充电方案的制定问题,第二阶段虑及电网激励以配电网负荷波动最小和峰谷差最小为目标重点关注充电方案的优化问题。最后,采用Monte Carlo法模拟EV用户的换电需求,采用GA-PSO(遗传-粒子群算法)对提出的时空双层优化模型进行迭代求解。以某典型城区为例,仿真验证了所提模型与方法的正确性。

基于协同进化的光伏电站与电动汽车充电站联合规划

现有规划方法未充分考虑分布式光伏电站(DPVG)出力与电动汽车充电站(EVCS)充电负荷的随机特性,针对该问题,文中首先基于场景概率法进行概率潮流分析,并建立基于机会约束的DPVG-EVCS联合规划模型,在确保配电系统运行工况满足机会约束的前提下,优化DPVG与EVCS的建设位置与容量,降低配电系统网损。然后,采用基于遗传算法(GA)的协同进化算法(CA)求解DPVG-EVCS联合规划模型,将待求优化问题分解为EVCS规划子问题与DPVG规划子问题,采用GA进行求解,并通过生态系统协同2个GA种群进化,直至获得待求优化问题的最优解。最后,搭建IEEE 33节点配电系统进行仿真,结果表明文中所提模型可获得合理的规划方案,且CA求解效率高,可显著提升规划人员工作效率。

市场环境下计及参与需求侧响应的电动汽车换电站优化规划

相比于电动汽车充电模式,换电模式可以实现集中有序充电,从而实现以一个整体即电动汽车换电站(battery swapping station,BSS)的形式参与电网需求侧响应。在此背景下,建立了计及参与需求侧响应的BSS双层优化配置模型,以极大化BSS的净收益为上层优化目标,极小化配电网公司全寿命经济成本为下层目标,对BSS的位置、额定充电功率、初始购买电池的数量以及BSS参与需求侧响应的合同价格和每小时的调用功率等进行优化。采用内嵌改进粒子群算法的网格自适应直接搜索算法对该双层规划模型进行求解。最后对IEEE-33节点配电系统进行仿真计算,结果表明,计及BSS参与需求侧响应过程,可以同时提高BSS和配电网公司的经济效益,并且可以促进分布式电源的消纳,验证了所提模型的可行性及有效性。

电动汽车充换电站动力电池全寿命周期在线检测管理系统

为了提高对动力电池健康程度评估的准确性,针对动力电池(组),给出一种基于动力电池的全寿命周期特征参数的评估算法。以动力电池的安全使用和准确评估为切入点,关注动力电池SOC的算法与动力电池SOH的检测方式,引出动力电池全生命周期在线监测管理系统的设计思想。以动力电池标称数据为基础,基于动力电池日常充电/换电、放电数据对动力电池进行检测,对检测中发现的隐患的动力电池统一调度,并制定电池维护/检修计划。评估结果表明,以电池箱(组)为分析/管理对象,根据动力电池的电气特征量采用对应策略对电池箱进行评估,可较为准确的评估动力电池当前的健康状态。且可预测出动力电池的使用趋势,从而达到"提高动力电池使用的安全性,延长电池的使用生命,减少运营成本"的目的。

配网故障情况下电动汽车换电站V2G运行的主动控制策略

为减小电动汽车换电站V2G运行给配电网保护和自动化配置带来的影响,首先分析了换电站V2G运行对基于馈线终端单元(feeder terminal unit,FTU)的馈线自动化和重合器熔断器配合的馈线自动化故障处理过程的影响,然后根据造成影响的根本原因提出了换电站主动控制策略。该策略由2部分组成,一为换电站在架空线路和电缆线路配电网中的故障判别与应对策略,二为配电网故障情况下换电站中所有充放电机的协调控制策略。基于PSCAD软件搭建了馈线自动化仿真模型,并仿真分析了换电站采用主动控制策略时对馈线自动化的影响。结果表明,换电站主动控制策略有效减小了配电网故障期间换电站的输出电流,解决了基于FTU的馈线自动化系统中重合器重合闸失败和故障区域判断错误问题,以及重合器熔断器配合的馈线自动化系统中配合失效的问题,且在各种故障情况下控制特性较好。

基于合作博弈的电动汽车换电站优化配置

针对目前电动汽车换电站(battery swapping station,BSS)规划决策中对"车-网"交互及其利益分散性考虑不足的问题,提出了一种基于合作博弈的电动汽车换电站优化配置方法。首先建立了同时计及充放电过程的BSS运行时序仿真模型;在此基础上,基于合作博弈理论,考虑电力系统安全运行及电动汽车用户的换电需求等方面约束,提出了以BSS和配电网公司(distribution company,DISCO)联盟收益最大为目标的换电站优化配置模型。该模型通过引入改进的DP指标(modified disruption propensity,MDP)分配机制对联盟收益进行合理分配,能够综合决策BSS的最佳电池配置数量、充电机数量以及各时刻的最优充放电功率。由于所建模型属于典型的混合整数非线性优化问题,采用M ATLAB中的YALM IP工具箱对此进行求解。最后,以某地区实际配电系统为例,验证了模型的可行性与有效性。

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。

加油站设置电动汽车换电站的消防设计探讨

随着国家大力发展和推广新能源汽车,新能源汽车的市场保有量越来越多,急需建设大量电动汽车换电站来满足日益增加的电动汽车换电需求。基于现有消防技术规范,探讨对加油站设置换电站的消防设计,规范换电站的设计、施工和维护管理,保障加油站和换电站的安全运行。同时,通过已有试点的加油站设置的换电站经验,完善换电站的建设相关消防规范标准。

基于改进深度强化学习的电动汽车充换电站调度技术

由于电动汽车充换电站的请求存在明显的多样化特征,导致充换电站的负荷波动性较大,为此,提出基于改进深度强化学习的电动汽车充换电站调度技术研究。基于LSTM构建了充换电站需求响应模型,并设置了搜索区间的边界位置,以此得出最优的充换电站需求响应方案,利用卷积神经网络对实现对电动汽车充换电站调度的寻优,得出匹配最优的充换电站需求响应方案的调度结果。测试结果表明,设计调度技术可以实现电动汽车充换电站负荷曲线出现相对稳定的状态,未出现超负荷的情况。

电动汽车充换电站在银川的应用

以宁夏银川市首批建设的海宝、沙渠和高新区3个典型电动汽车充换电站为例,介绍了电动汽车充换电站的设计方案和技术要点,着重分析了各站址选择设计的优缺点,总结了典型设计的创新点,以期为宁夏地区今后充换电设施建设提供参考和借鉴。

上海首座电动汽车智能充换放储一体化电站奠基

据《上海市电力公司网站》2011年11月4日报道：上海嘉定安亭集中充换放储一体化电站奠基。这是上海市电力公司承担的国家863计划＂先进能源技术领域智能电网关键技术研发（一期）＂项目中,电动汽车智能充放储一体化电站系统及工程示范课题的配套工程,也是上海首座集乘用车、商用车充换放储电于一体的电站。

基于双层优化模型的电动汽车需求响应研究

文章提出将电动汽车换电站自主纳入需求响应计划,建立基于电价激励的需求响应双层优化机制,在考虑平衡“储能-负荷”约束条件下,以节省用户用电成本和换电站整体运行经济性最佳为目标,基于KKT(Karush-Kunhn-Tucker)条件,提出分布式能源双层调度策略,建立用户用电成本和电动汽车效用函数的关联模型,并通过算例验证了双层优化模型的经济效益,分布式能源的合理调配既能增加用户收益,也有利于满足电网的调峰需求。

考虑EV换电站调度和区块链数据存储的电网分布式优化

随着电动汽车规模的迅速增长和主动配电网的发展,对包含电动汽车的电力系统进行调度优化变得越来越重要。文中提出一种包含电动汽车换电站优化调度的三层分布式算法,相比于传统的中心化算法,该算法对于趋于分散布局的现代电力系统更加适用。在此基础上,构建了针对该模型的区块链数据存储与共识体系,保证所有历史数据不被篡改和可追溯。此外,提出了适用于该算法的电动汽车换电站车辆入网(V2G)的电价引导模型,能够准确地引导电动汽车换电站的V2G行为。针对优化运行中可能存在的线路阻塞问题,采用动态约束集法对优化结果进行了校正。最后,通过对15节点测试系统进行仿真,验证了该模型对于分布式电网布局的适用性。