Remote Monitoring of Electric Vehicle Charging Stations in Smart Campus Parking Lot

Smart parking lots are smart places capable of supporting both parking and charging services for electric vehicles(EVs).In order to manage EV charging,the parking lot local controller(PLLC)requires data exchange with EV charging stations(EVCSs)through communication infrastructures.However,data losses and communication delays are unavoidable and may significantly degrade the system performance.This work aims to investigate the underlying communication networks for remote monitoring of EVCSs in a smart campus parking lot.The communication network consists of two subnetworks:parking area network(PAN)and campus area network(CAN).PAN covers communication among EVs,charging stations and PLLC,while CAN enables dedicated communication between PLLCs and a global controller of the university.As one of the major obstacles in EV system is the lack of unified communication architecture to integrate EVCS in the power grid,we develop communication models for the in-vehicle system and EVCSs based on logical node concept of IEC 61850 standard.Furthermore,we implement network models for EVCSs using OPNET modeler.Different communication technologies and configurations are considered in modeling and simulations,and end-toend delay is evaluated and discussed.

基于自适应遗传算法的规模化电动汽车智能充电策略研究

电动汽车充电负荷在时空上具有不确定性,大规模电动汽车无序充电会导致配电网峰值负荷超过设备允许极限,给电网运行带来严重影响。以平滑配电网日负荷曲线为优化目标,建立了考虑各电动汽车用户充电需求约束的规模化电动汽车智能充电控制策略求解模型,并采用自适应遗传算法求解。以IEEE33节点配电网系统为例,基于蒙特卡洛随机模拟规模化电动汽车并网场景,对比研究了无序充电和智能充电两种控制模式下电动汽车负荷对配电网的影响,验证了利用所提方法对实现平滑负荷的有效性。

面向私人电动汽车的城市公共充电网络运营服务能力评估方法与仿真研究

针对城市公共充电网络运营服务能力能否满足私人电动汽车充电需求的问题,提出一种整体性仿真评估方法。首先确定影响因素,基于私人电动汽车在公共场所的充电需求、充电设施配置情况、充电设施覆盖半径等多种因素建立充电网络运营服务能力评估模型。其次根据城市电动汽车用户充电行为规律、出行规律分别进行快充、慢充的充电时间分布仿真。进而基于电动汽车及充电设施的数据进行计算,得出电动汽车充电网络一天内各小时的运营服务能力。基于此评估方法,以北京作为样本城市,获取北京公共充电设施数量、私人电动汽车数量进行计算,得到目前北京市区内公共充电网络运营服务能力,给出了充电设施建设缺口。最后建议北京的公共充电网络增加建设1.3倍的公共充电设施。

智能配电网统一模型云与应用服务技术系统

为了解决智能电网建设过程中配电网的信息交叠浪费、数据孤岛以及软硬件平台异构导致的信息无法交互问题,提出配电网异构信息模型融合,将配电网各应用服务系统及软件进行模型融合,搭建了虚拟化模型中心。利用云计算技术协调配电网各应用系统服务,构建了基于模型中心与云计算的统一数据模型应用平台,将配电网主要应用服务系统进行整合并将其部署在云平台上。与传统分散式配电网服务系统相比,智能配电网统一模型云与应用服务系统大幅提高了信息交互共享的效率。

泛在电力物联网下电动汽车充电服务费定价模型

针对现有充电服务难以定量定价的问题,提出了一种基于系统动力学的充电服务费定价模型。首先,分析了充电服务网在泛在电力物联网定位及多主体关系;然后,综合考虑社会发展、人口增长、电动汽车规模、科学水平、充电桩数量、建设成本等多维因素,量化多维因素之间的因果关系,由此建立充电服务费定价的系统动力学模型,得到充电服务费价格未来的变化趋势,并分析不同因素对充电服务费价格的影响。根据设置的参数值和不同场景,对充电服务费价格和变化趋势进行仿真。仿真结果发现:在算例场景设置条件下,电动汽车充电服务费的变化曲线呈现V型,前期阶段充电服务费价格逐渐降低至最低,主要受到政府补贴政策的影响;中间阶段充电服务费缓慢增加,原因是政府补贴的不断衰减、充电服务网络进一步完善,新增充电设施增加了建设成本;后期充电服务费变化逐渐稳定,基础设施的建设成本成为影响充电服务费最主要的因素,充电量的变化在一定程度上也会影响充电服务费的定价。本文为充电服务定价问题提供了一种具有可操作性的宏观动力学定量分析模型,为未来充电服务网运营与规划提供了参考。

三网融合下充电服务网规划与运营探讨

电动汽车由于其节能减排的特点而呈现快速发展趋势。作为电动汽车的重要支撑,充电服务网的规划布局与运营模式决定了电动汽车的发展前景。首先,基于充电服务网基本元素及发展形态的研究,总结了多因素影响下的电动汽车集群规模推演与充电负荷预测方法。其次,进行充电服务网与配电网、交通网的耦合关系分析,建立三网融合下的综合评价指标体系,评估三网匹配程度。对充电基础设施规划方法的发展进行了系统阐述,提出了三网协同规划研究方法。分析了充电服务网价格机制及运营策略,提出了多重因素影响的充电服务费制定策略。最后,概述了在泛在电力物联背景下充电服务网的新型业务形态。

电动汽车电池组智能管理及其无线传感器网络路由协议

针对电动汽车智能充换电业务中动力电池组在仓储、配送和充电等环节的信息采集和管理需求,提出了基于无线传感器网络(WSN)和射频识别(RFID)的智能电池组技术,设计了充换电业务的物联网3层架构模型。提出了含智能感知模块的智能电池组管理系统(BMS)结构设计,介绍了充换电站智能电池组全景数据采集实施方法。针对充换电站中仓储及充电位置固定的特点,重点提出了适用于智能电池组的WSN核心路由算法:一种基于虚拟网格的分簇多跳路由协议,从拓扑控制和路由算法两方面给出了协议的框架以及网络分簇、簇头选取、路由维护和数据传输的机制。利用OMNet++仿真工具对协议进行了仿真,证明了所述路由算法能够有效延长智能电池组WSN的生命周期。

智能电网中基于动态优先级的插电式电动汽车充电管理(英文)

随着智能电网的发展和插电式电动汽车市场占有率的提高,大量随机的电动汽车充电活动将导致极大的电网峰荷和峰均比,给智能电网的稳定性和发电利用率带来严重影响,电动汽车用户多样的充电需求也为充电管理提出了更高的要求,采用动态优先级调度的实时充电管理方法是解决以上问题的有效途径.首先引入了智能电网中接入网的网络结构,进而提出一种可实现实时管理的智能电表子表,并基于队列理论对电动汽车充电过程划分为3个步骤,基于以上划分提出每个步骤的实时管理方案.进一步地,采用松弛时间来反映不同紧急程度的充电请求,并基于此设计了动态优先级的充电调度方法.仿真结表明所提充电管理方案有利于降低电网峰荷、提高发电利用率,并有效改善了电动汽车在中、低市场占有率下的充电准点率.研究结果有助于对未来电动汽车的发展和部署提供决策支持.

基于智能配电网关键技术的城市配电网规划

随着以分布式发电技术和电动汽车充换电为代表的用户侧接入技术的不断发展,建设满足分布式发电接入及电动汽车充换电实时响应需求的,具有环境友好型及用户交互性、网架坚强、自动化程度高的现代化智能配电网是未来配电网规划建设的方向。对影响未来智能配电网发展的关键技术进行了概述,并以上海城市电网为例,介绍了我国大都市城市配电网的现状特点。针对城市电网不同区域的可靠性和供电安全等级以及网架特点,提出针对性的规划解决方案。对城市电网的发展规划有一定的参考意义。

电动汽车智能充换电服务网络建设与运营

介绍电动汽车智能充换电服务网络的内涵和作用,提出做好充换电设施网络规划,优化智能充换电服务网络布局。在充换电设施建设过程中,加强工程管理,完善充换电设施运营机制,提高运营水平。加快技术创新,加强电动汽车创造企业和电网企业交流合作,促进我国电力汽车产业化、规模化发展。

国外电动汽车战略及充换电业务发展现状

基于广泛调研,详述了西方发达国家最新的电动汽车发展战略及部分电动汽车行业标准。针对以往的文章中鲜有关于国外电动汽车充换电运营商具体运营策略介绍的问题,研究总结了三家运营商特点鲜明的运营方式,分析了其运营方式存在的优点和不足,为电动汽车充换电业务的发展提供了参考。

智能管道技术及其在电力通信网中的应用展望

智能管道技术作为运营商进行网络资源优化、实现精细化运营与管理的有效手段,正得到越来越多的关注。从智能管道的产生背景、定义、特征、关键技术及在公网的应用实践等方面出发,对智能管道的研究情况进行总结,在此基础上,结合电力通信网的特点,提出了智能管道在电力通信网中的应用场景展望,为未来的电力通信智能管道网络实践提供研究指导。

充电服务能力和运行效率最大化的电动汽车充电网络规划

为实现电动汽车充电网络的充电服务能力与运行效率最大化,提出一种充电网络规划模型,对电动汽车充电站建设地址与充电桩配置数目进行优化。对充电网络来说,充电服务能力由基于流量需求模型计算的总截获车流量衡量;运行效率由各充电站截获的车流量和充电桩配置数目间的匹配度衡量。电动汽车充电网络规划模型为多目标优化问题,将其解耦为两个单目标优化问题依次求解:1)利用遗传算法优化电动汽车充电站建设地址,使得电动汽车充电网络的充电服务能力最大化;2)求解非线性整数规划问题,优化各充电站中的充电桩配置数目,使得运行效率最大化。最后,基于25节点交通系统的算例进行仿真分析,结果表明:1)所提模型与求解方法是有效的,可以给出合理的充电网络方案;2)电动汽车最大续航里程将对规划结果产业显著影响,是充电网络规划中应考虑的关键因素。

一种电动汽车充换电服务网络需求分析模型

通过分析电动汽车充换电需求的特点,以优化配置电动汽车充换电服务网络为出发点,提出一种电动汽车充换电服务网络的需求分析模型。按照不同服务对象的特点对充换电站进行细化分类,在此基础上研究不同类型充换电设施的规模配置及服务范围,建立各类型充换电站配置的数学模型及相互间合理的配比模型,形成基于服务能力和地理分布的需求分析模型。研究了模型针对电动汽车不同发展阶段模型的适应性,并对所构建的电动汽车充换电服务网络进行了验证优化。实际算例的计算结果表明,该模型对电动汽车充换电服务网络的规划建设具有较好的指导意义。

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。

城市充电服务网多维评估指标体系与方法

城市充电服务网的规划布局与运营模式决定了电动汽车的发展前景,在未来电动汽车渗透率急剧上升的情况下保证充电服务网可持续发展裕度,合理评估充电服务网以挖掘其运行不良区域与薄弱环节,可为后续充电服务网的持续优质运行提供改进依据。为此,提出考虑电动汽车用户、交通网、配电网等多方主体的充电服务网动态综合评价指标体系与评估方法。首先,分析城市充电服务网的多重属性,结合用户、交通网、配电网建立多维评价指标体系;接下来,采用基于组合赋权的灰色关联度分析法量化分析充电服务网对各主体指标的影响;最后,通过仿真验证所提评估模型和方法的可行性,对西南地区某现有充电服务网络进行综合评估,为充电站后续的建站选址提供参考依据。

考虑配电网接纳能力的电动汽车充换电服务网基础设施配置方案分析与评估

着眼于电动汽车充换电服务网的服务特性研究,从而建立各种评价指标,进行服务网基础设施配置分析与评估。首先充分考虑服务网与配电网的交互关系,建立了配电网最大接纳能力模型,对基础设施配置方案进行初步筛选;其次提出了配送效率、行驶可达性、服务可供性等服务网服务性能指标,对可行的方案进行有效评估,并经过多因素综合分析,选出最佳方案。最后通过设置不同容量、位置的充换电站配置方案进行仿真计算,并与已有方法对比分析,充分验证了所提指标的可行性与有效性。所提方法不仅能对现有充换电服务网进行评估,同时也可以为电动汽车充换电站的快速选址定容提供依据。

基于ARM-Linux平台的电动汽车智能充电技术

在ARM嵌入式硬件与Linux操作系统下,研究了电动汽车充电技术,提出了一种电动汽车与电网互动的有序充电控制方法,目的是减少大量电动汽车充电时对电网的负荷冲击,提高电网电能质量。该控制方式减少了电动汽车充电时间,增强了电网稳定性,并在电池允许的范围内提高了电池充电速率。采用整合封包无线服务(GPRS)技术建立电动汽车充电系统与电网的互动通信,提出了6种充电模式,来实现智能有序充电。

基于智能合约的电动汽车充电服务费自适应调整机制

为了解决传统集中式电动汽车充电服务费统一定价难以满足新型电力系统精度与灵活性需求的问题,提出了一种基于智能合约的电动汽车充电服务费自适应调整机制。通过建立考虑购售电双方收益的充电服务费优化模型,从购售电双方收益及负荷引导需求两方面对充电服务费进行优化;同时运用智能合约技术,制定更加精确、更具针对性的单座充电站的充电服务费调整策略。通过算例进行仿真验证,结果表明相较于传统定价模式,所提自适应定价模式下的负荷引导能力和交易双方的收益水平都具备显著优势。

基于排队论的充电站服务半径及规模两阶段优化方法

综合考虑配电网承受能力和用户充电的便利性,提出了充电站服务半径和规模两阶段优化方法。基于用户充电便利性初步确定充电站服务半径;在分析电动汽车充电行为的基础上,建立了充电服务系统的排队模型,用考虑土地成本及电网谐波治理费用等因素的综合成本最小目标函数来优化充电机数量;根据配电网允许的最大接入功率,最终确定目标充电站的服务半径和规模。对假设算例的分析求解,验证了该方法的有效性和准确性。