基于改进虚拟惯性控制的直流充电桩控制方法

直流充电桩充电速度快、效率高的优点使得电动汽车负载可以频繁投切,但其作为直流系统具有惯性小、阻尼弱的特点。为降低电动汽车负载投切对直流侧电压扰动的影响,文中提出一种基于改进虚拟惯性(virtual inertia,VI)控制的直流充电桩控制方法。首先,类比虚拟同步机(virtual synchronous machine,VSM)技术推出VI控制,赋予直流系统一定的惯性与阻尼支撑。其次,采用指令滤波反推积分滑模(command filter backstepping integral sliding mode,CFBISM)控制对VI控制进行改进,即采用积分滑模(integral sliding mode,ISM)控制优化VI控制,增强系统的鲁棒性,并采用指令滤波反推控制对其中关键参数进行重构,避免控制器出现计算膨胀现象,同时对电流内环采用改进ISM控制从而进一步提升控制效果。然后,通过Lyapunov稳定性判据证明所提控制方法的稳定性。最后,通过仿真对比验证了文中所提控制方法可将直流侧电压波动限制在2 V以内,动态响应速度提高约0.1 s,关键参数在稳态时的扰动限制在1 V左右,从而验证了其响应速度快、鲁棒性好的特性。

移动充放电设施技术及其规划与运营研究综述

目前,充放电需求区域性、时段性短缺,固定充电设施存在总量不足、扩容难、利用率低等问题,移动充电设施因其移动便捷性,受到广泛关注。阐明移动充放电设施的8种典型应用场景,阐述了“智能插座+移动充电桩”、不带储能装置的移动充电车、带储能装置的移动充放电车3种移动充放电设施类型。分析规划布局、调度运行、运营模式与价格机制、关键组件以及安全等关键技术。针对移动模式选取等7个关键方面对移动充放电设施的发展模式进行总结和展望。

电动汽车私桩共享可持续发展对策思考——以常州市为例

为了实现“碳达峰、碳中和”的目标,大力发展电动汽车产业是可行的措施之一,随之产生了电动汽车充电桩不足、充电难的问题。通过分析私桩共享的可实施条件,从私桩提供者、租赁者、小区物业等相关利益方的角度阐述私桩共享目前面临的问题和痛点,最后提出了促进和推动私桩共享可持续发展的7条对策和建议。

混合遗传算法下电动汽车充电桩容量测试方法

由于接入电动汽车充电桩的负荷增多,导致充电线路过载,增加能量损耗,使得电网安全风险增高。为解决上述问题,提出基于混合遗传的电动汽车充电桩容量测试方法。分析车辆运行机制、电池特征、充电方式等因素对充电桩容量的影响,计算车辆充电定点需求与路径需求,设置合理的约束条件;将充电桩容量看作一个满足多个约束条件的可行空间,在满足发电容量、功率平衡、潮流平衡、电压稳定等约束条件下,构建容量测试模型;针对遗传算法收敛速度慢的缺陷,使用粒子群算法对其改进,通过个体寻优过程求解模型,获得测试值。实验结果表明,所提方法在峰荷、腰荷和基荷场景下的测量结果与真实值基本一致,且测量耗时低于6s,算法收敛速度快。

基于充电桩利用率的充电负荷超短期预测方法研究

为消除空间分布不确定性对电动汽车充电负荷超短期预测准确性的影响,提出一种基于充电桩利用率的电动汽车充电负荷超短期预测方法。首先,从海量充电交易数据中提取形成区域内各充电桩充电负荷功率,编码后得到充电桩利用率的量化值;然后,将充电桩利用率以及充电负荷功率数据融合,得到长短期记忆神经网络的训练样本和测试集,形成电动汽车充电负荷超短期预测的深度学习模型,时间分辨率可达0.5 h;最后,在不同规模充电负荷的场景下验证了所提方法的有效性和准确性。结果表明,相比无优化的长短记忆神经网络负荷预测方法,所提方法得到的预测值平均绝对百分比误差提高了约5%,可为未来车网互动下的配电网调度优化运行提供重要支撑。

大型停车区域的电动汽车充电桩规划设计

目前电动汽车充电桩(EVCP)规划通常针对区县级较大区域开展,但是对园区级区域进行EVCP规划更有利于提高投资者的积极性和周边电动汽车(EV)用户的体验。以车流量较大的大型停车区域为研究对象,通过调研获得区域内EV的电池容量、停放情况、电量分布以及充电意愿等统计数据,并基于这些数据应用蒙特卡洛法得出区域内EV充电负荷的时域分布。依据区域内的电网信息以及EV的充电负荷分布,给出以投资成本、电网网损及用户满意度综合最优为目标的EVCP规划设计方法。最后以某机场远端大型停车场为算例,验证了所提园区级EVCP规划方法的有效性,该方法相较于传统EVCP的规划方法更加经济合理。

基于人机工程的电动汽车充电口布置分析

为提高电动汽车充电口的人机舒适性,从人机工程的角度出发,综合人体尺寸和人体舒适活动范围、充电桩参数、充电枪参数等对充电口的高度、角度、位置等布置因素进行分析,给出了充电口布置推荐方案,并开展了实际验证与评价,同时针对充电操作可视性、操作空间给出了设计建议,为纯电动汽车充电口布置提供参考。

基于用户数据的电动汽车充电桩网络攻击模型

电动汽车(electrical vehicle,EV)的用户数据是优化EV充电成本的关键数据,对用户数据的操纵可能导致错误的充电成本,使充电桩运营商蒙受经济损失。针对EV充电桩,提出了一种基于用户数据的网络攻击模型,该模型通过篡改接入EV充电桩的用户数据生成虚假的充电计划,从而提高充电桩的充电成本。所提出的攻击模型为一种基于混合整数线性规划的两层优化模型,在上层生成注入EV充电桩的恶意用户数据,下层为EV充电计划优化算法,通过应用KKT条件使两层优化模型转化为单层优化攻击模型。仿真以一个虚拟充电站场景为例,相较于无攻击情况,该攻击模型通过提高EV的充电能量或移动EV的充电时段增加了充电站的总充电成本,验证了该攻击模型的可行性和危害性。

充电桩健康指数评估建模与运行变化比较

针对充电桩在充电过程中存在的安全隐患问题,开展充电桩健康状态评估的研究。以充电桩为研究对象,分析了充电桩的结构及健康状态指标体系,提出了一种“桩-站-网”系统下充电桩健康状态评估方法,采用不确定层次分析法构建了充电桩健康状态综合评估模型。实验结果表明,剩余1/3寿命的充电桩误差率更大,其误差率在12%左右波动,说明充电桩内部零部件的老化很大程度上影响充电桩的健康状态,验证了该方法构建的充电桩健康状态评估模型的实用性和可操作性。

电动汽车有序充电智能管控装置设计

新能源汽车的充电基础设施是新能源汽车产业的重要组成部分,是新能源汽车最重要的配套基础设施。针对现有充电桩无法进行远程管理控制和数据采集的问题,基于现有充电桩和国家标准设计一款电动汽车有序充电智能管控装置。该装置主要由数据转换单元(Data Transfer Unit,DTU)和充电管理控制器组成。DTU与每台充电中的充电管理控制器及小区基础负荷总电度量表进行通信,同时通过以太网接口与服务器进行通信,实现数据的远程传输与中转。同时解决充电桩与服务器之间的连接问题。充电管理控制器作为核心部件,具备控制充电桩的通断和采集充电状态信息的功能。通过接收来自服务器的指令,可以实现对充电桩的远程控制。同时充电管理控制器还可以实时采集充电桩的充电状态信息,并将这些信息传输给服务器,以便用户和管理员进行查看和监控。

用于充电桩的B型剩余电流保护器的设计

对含有充电桩的充电系统漏电原理、特征和保护安装位置进行了分析,并提出用于充电桩的B型剩余电流保护器的一种设计方案,通过双磁芯及对应的拓扑结构实现剩余电流的检测。分析了不同拓扑结构对应类型的剩余电流实现脱扣的机理,对直流剩余电流的检测采用磁调制技术,对其余类型剩余电流提出不进行波形识别、直接整流的电流检测方案。根据不同拓扑结构检测的电流类型,提出上方磁芯选择磁滞回线扁平、高磁导率的材料,下方磁芯选择具有高剩磁的非晶或纳米晶材料。通过Multisim仿真软件对直流剩余电流进行检测,结果表明基于高剩磁材料的磁调制技术能够反映直流剩余电流。

电力交通融合的充电桩选址规划策略

电动汽车大量接入及充电的随机性给配电网运行负载、运行电压质量带来重大影响,现有的研究多从充电桩收益角度进行充电桩规划,忽略了电动汽车充电负荷的交通属性,未考虑电力与交通协调的充电桩选址规划。针对此问题,基于电动汽车(Electric Vehicle,EV)充电特性与电力交通融合模型构建,提出了一种基于电压质量优化的充电桩选址规划方法,以线路平均电压最高为目标,考虑电网运行约束和充电桩规划容量约束,通过改进的粒子群算法进行模型求解,以解决电动汽车充电桩无序接入引起的电压质量问题。运用某小型馈线模型,进行了方法的仿真对比,结果表明,所提方法以线路平均电压最大为目标进行充电桩的选址规划,在满足充电负荷的同时,较好地提升了馈线平均电压,可为城市充电桩的选址规划提供重要的参考价值。

面向需求响应的电动汽车-充电桩负荷聚合调度优化策略

近年来,城市电力峰谷差不断增大,仅仅依靠发电侧资源很难维持电力系统的实时平衡。电动汽车-充电桩负荷作为一种典型的柔性负荷,可以利用网络信息技术、大数据分析手段和市场机制,将区域内可调度的电动汽车负荷资源聚集参与需求响应。从负荷聚合商角度出发,提出了一种基于随机选择电动汽车影响因素,按照概率密度计算电动汽车集群负荷情况的建模方法,并制定了优化调节策略,聚合电动汽车集群参与需求响应市场,削减了区域内电力峰值,降低了参与响应用户的充电成本。未来,在电力市场化背景下,利用需求侧大量微小负荷资源聚集响应将成为确保资源有效分配的重要工具。

基于电动汽车充电桩管理系统实训平台的研究

通过开发相应的科技技术去有效利用电力来保护生态环境是全球热门的趋势之一,因此电动汽车就成为人们感兴趣的一个重要领域。为了使这些策略在长期内取得成功,未来的工程师在大学毕业后就必须熟悉这些技术的概念和问题。在此背景下,本文主要介绍了电动汽车充电桩管理系统的物理规模模型设计、构建和预期运行结果。该模型用于演示所开发系统的运行,将作为一个平台去赋予电气工程专业的学生和电动汽车爱好者,研究电动汽车充电和多个充电桩的高效管理问题。

电动汽车充电桩现场检测方法

传统燃油汽车因污染自然环境、消耗化石燃料等不足在目前节能减排的大背景下必将逐步被新能源汽车取代。而大量的新能源汽车中电动汽车当前的发展最成熟。随之作为电动汽车主要供电设备的充电桩建设数量也在不断增加,因此充电桩安全稳定对电动汽车的未来发展至关重要。在科学分析充电桩工作原理的前提下,讨论充电桩现场检测方法,为充电桩运维提供技术支持,保证电动汽车的充电安全。

基于电动汽车保有量的电网发展规模预测分析方法研究

随着国家“双碳”目标和相关政策的推进,电动汽车保有量持续增加,电动汽车充电设施大量接入将给区域电网安全稳定运行带来新的挑战。文章基于电动汽车保有量及发展趋势,预测地区未来电动汽车充电桩接入规模,测算电网承载能力,计算相应电网投资规模以及充电桩运营商收益,从成本收益角度分析未来地区充电设施的发展前景。文章以北京、上海两地为例,验证本方法的合理性和有效性。

基于改进延迟接受算法的电动汽车-快充桩匹配策略

针对电动汽车用户在选择充电目标站点上的差异性,提出了一种考虑充电选择冲突的电动汽车-快充桩快速匹配策略。提出以数字地图接口为底层数据支撑的电动汽车充电预约服务构架;根据充电偏好将用户划分为距离敏感型用户、时间敏感型用户、价格敏感型用户,并建立考虑不同充电偏好的快速充电匹配模型;借鉴“婚姻市场”中一对一匹配的延迟接受算法,提出基于改进延迟接受算法的电动汽车-快充桩匹配策略,通过多轮次算法解决充电服务市场中的多对一匹配问题。以上海市某测试区域为算例,验证所提策略的有效性、适用性和稳定性,算例结果表明所提策略在考虑了充电站容量利用率均衡的同时,可通过服务资源合理分配提升充电站的盈利。

基于灵活虚拟惯性控制的直流充电桩协同控制

直流系统具有小惯性、弱阻尼特征,而直流充电桩系统的负载投切相对频繁,会对母线电压稳定产生较大的影响。采用灵活虚拟惯性控制技术作为一次控制,使直流充电桩系统具备一定的惯性与阻尼支撑,从而改善直流充电桩控制系统的动态性能;采用惯性中心协同控制策略作为二次控制,调整各充电桩系统的输入电能,并对虚拟参数进行二次调节,从而保障各系统能在不同的参数下实现电压响应的一致性;利用反推法重新构造电流内环,以弥补传统比例积分控制动态性能较弱的问题。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

基于可持续理念的城市公共基础设施设计探究

本文主要探究在可持续理念下城市公共基础设施的设计理论方法。运用实地调研法、文献分析法和归纳法等进行研究。对国内外城市公共基础设施的发展现状和典型案例进行深入研究,归纳出可持续理念下城市公共基础设施的设计原则和方法。最后综合设计理论分析,针对山东地区电动自行车充电桩设施进行设计实践。该设计原则和方法可为可持续公共设施的创新及设计提供理论参考。

电动汽车直流充电桩控制系统的设计

以微处理器STM32F407为主控芯片,分析了直流充电桩控制系统的各个模块功能,完成了电源电路,电能计量电路,继电器控制电路的设计;在硬件电路的基础上,按照控制要求进行软件的设计,控制信息经5G通信网络进行传递。经过对系统硬件、软件的运行测试及优化,整个控制系统响应快,运行安全稳定,输出电压精度高,操作方便。