考虑EV充放电意愿的园区综合能源系统双层优化调度

随着电动汽车(electric vehicle,EV)普及度的不断提高,工业园区内的EV用户日益增多,其充放电行为给园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的规划运行带来极大挑战。文中提出考虑EV充放电意愿的PIES双层优化调度。首先,基于动态实时电价、电池荷电量、电池损耗补偿、额外参与激励等因素建立充放电意愿模型,在此基础上得到改进的EV充放电模型;然后,以PIES总成本最小和EV充电费用最小为目标建立双层优化调度模型,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将内层模型转化为外层模型的约束条件,从而快速稳定地实现单层模型的求解;最后,进行仿真求解,设置3种不同场景,对比所提模型与一般充放电意愿模型,验证了文中所提引入EV充放电意愿模型的PIES双层优化调度的有效性和可行性。

基于模糊RBF神经网络改进VSM的EV充放电控制策略研究

为解决电动汽车(EV)大规模接入电网导致的电网频率、电压等指标稳定性下降的问题,提出将虚拟同步机(VSM)控制策略应用于EV充放电系统的前级双向AC/DC变换器中。针对VSM控制中虚拟惯量和虚拟阻尼参数整定难的问题,提出一种基于模糊RBF神经网络改进VSM的控制策略。首先,建立EV前级变换器VSM闭环传递函数,根据二阶系统稳定性分析虚拟参数对系统性能的影响;然后,融合模糊算法启发式搜索的优点和RBF神经网络优良的非线性函数逼近能力,设计模糊RBF神经网络自适应控制器,对VSM虚拟参数进行在线调整;最后,通过Matlab/Simulink仿真验证所提策略的有效性。

计及经济性和低碳性的光储充一体化电站多目标优化配置

为充分挖掘光储充一体化电站经济效益及碳减排效益,实现站内组成单元合理配置,文中提出一种计及经济性和低碳性的光储充一体化电站多目标优化配置方法。首先,根据充电站内各模块的功能及需求,探究光储充电站中碳排放的来源,建立站内各模块成本、碳排放的数学模型。然后,以系统年投资运行成本和碳排放量最小为目标,使用基于三黑洞捕获策略的多目标粒子群算法,对不同负荷场景下电站各组成模块进行优化配置,得出各场景下电站各组成模块的最优配置方案。对比结果表明,文中所提方法可有效降低规划运行时的成本和碳排放量,提高电站经济及环境效益。最后,采用逼近理想解排序法得出最优场景下的折衷优化方案,可为当前光储充一体化电站的投资建设提供参考。

基于混合深度学习的电动汽车充放电系统通信协议辨识方法研究

电动汽车充放电系统是新能源汽车安全充放电的重要保障。为了解决电动汽车充放电系统的通信协议辨识问题,提出一种基于混合深度学习的电动汽车充放电系统通信协议辨识方法。该方法通过深度学习网络(DLN)提取通信协议数据特征,通过引入l1/2范数提高深度学习网络的泛化能力,实现对电动汽车充放电系统通信协议的高精度辨识。仿真结果表明,混合深度学习网络对电动汽车充放电系统不同协议的辨识总体准确率达到了97.68%。因此,可以得出基于混合深度学习的电动车充放电系统通信协议辨识方法具有一定的有效性。

基于二阶电路的开关柜局部放电检测方法

为了实现高压开关柜局部放电脉冲的高灵敏度带电检测,提出一种基于二阶电路的开关柜局部放电检测方法。首先,构建了包含带电显示装置与检测阻抗的脉冲检测电路,并测量分析了传感、显示单元的电气参数;然后,提出了适用于带电检测的二阶电路,研究了二阶电路以及带电显示装置的电容、电感参数对安全可靠性和检测灵敏度的影响;最后,利用一台10 kV铠装式开关柜与带电显示装置对该方法进行了测试。结果表明:二阶电路检测阻抗不影响开关柜与带电显示装置的安全运行,其检测灵敏度是安装在开关柜接地线上高频CT(电流互感器)的1.6倍。

计及电池动态损耗的电动汽车有序充放电策略优化

目前电动汽车通过电动汽车入网(V2G)技术向电网放电时,计算电池总损耗模型过于简单,无法准确反映电池的损耗。为此,基于电池放电特性曲线,文中利用电池放电动态容量衰减模型,得出在不同剩余电量下释放相同电量对电池损耗有较大差异的结论。在以配电网变压器容量为约束的前提下,建立了计及电池损耗的有序用电用户充放电费用最小模型及相应的充放电策略;并采用优先顺序法将多时段优化问题转化为各时段最优问题,实现该模型的求解。仿真算例结果表明该方法不仅可以有效保障放电用户利益,同时能够提高充电站利润及无序用电用户充电成功率。

电动车用锂离子动力电池充放电特性

为了解锂离子动力电池的充放电特性,评价其在电动车辆上的使用性能,对锂离子动力电池进行了充放电试验测试。基于实验结果,对锂离子动力电池的工作电压、工作电压下降速率和温升等工作特性进行了研究和详细分析,同时对锂离子动力电池单元间的工作一致性进行了分析评价。锂离子动力电池能够比较好的满足电动车辆的使用特性,但是对于锂离子动力电池的温升问题和深放电情况下的电池一致性问题在使用中应该予以考虑。

基于虚拟电价的电动汽车充放电优化调度及其实现机制研究

提出了基于虚拟电价理论的电动汽车(EV)充放电优化调度思想,构建了以削峰填谷为目的、兼顾配电系统负荷信息与用户电能损失费用及电池损耗成本的EV充放电优化调度和实现机制模型。在所建的模型中,通过虚拟电价将充放电功率与系统负荷信息相关联,并研究了根据虚拟花费最小进行EV充放电优化的功率调节方法。在此基础上,综合小波分析和模糊聚类确立了用于EV充放电的动态分时电价机制,以保障调度策略的可实施性。最后,以某小区充电设施集群为例对5种优化模式进行了仿真分析,算例结果说明了所述模型的基本特征。

含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估

针对当前无线充电式电动汽车的发展趋势以及电动汽车与电网友好互动技术的应用,对接入规模化电动汽车的配电系统可靠性进行评估研究。基于无线充电式与插电式电动汽车的不同负荷特性,在不同充电模式组合的基础上,建立了不同充电控制模式下电动汽车的规模化时变负荷模型,采用电动汽车的有序充放电恢复故障情况下的供电孤岛问题,考虑元件设备的老化周期,利用序贯蒙特卡罗法量化的评估电动汽车接入后配电系统的可靠性。最后采用所提出的模型对IEEE DRTS Bus 4测试系统分别从电动汽车负荷的渗透率、接入线路、充电模式进行了可靠性指标量化评估,结果表明,提高无线充电式电动汽车的比重能有效提高配电系统的供电可靠性。

计及电动汽车的微电网经济调度方法

针对电动汽车接入后微电网的节能减排发电调度问题,提出了结合电动汽车有序充放电控制的微电网多目标经济调度方案。分析电动汽车的行驶特性,建立基于峰谷分时电价的有序充放电负荷模型。以微网发电成本和环境效益的综合最优为目标函数,采用改进遗传算法,根据实时负荷供电需求,动态确定各可控分布式电源出力大小。在Matlab平台上以一个包含风、光、柴油发电机、微型燃气轮机、燃料电池以及电动汽车的小型微电网系统为例进行仿真。仿真结果表明:所提调度方法通过合理引导电动汽车的有序充放电,减少了负荷高峰时段微电网各发电单元的供电负担,以尽量低的发电成本实现良好的环境效益,验证了该优化调度方案的可行性和有效性。

计及电网状态的充放储一体化站运行模式探讨

电动汽车供能设施的配套建设是我国电动汽车进一步推广发展的关键,为此,提出融合充电站、换电站和储能站优势的电动汽车充放储一体化站的设计方案,从变流技术、调度及功能设计2方面阐述了一体化站的控制与运行。变流装置可实现电池系统与电网的能量双向互动,一体化站可为电动汽车供能,并可为电网提供削峰填谷、无功补偿、谐波治理、紧急支持等辅助服务。在此基础上,结合电网的不同状态,讨论分析一体化站可能的运行模式,并根据电池储能系统特性划分一体化站2个电池系统的储能水平,进一步探讨计及电网状态的充放储一体化站运行模式,旨在为一体化站的优化运行控制提供参考。

电动汽车充放储一体化电站调度参数分析

相比单一结构功能的电动汽车充电站,充放储一体化电站融合了充放电、换电、储能、梯次利用的功能,因此对电站的调度提出了新的要求。文章介绍了充放储一体化电站的结构和功能,包括调度监控系统、充换系统和储能系统。分析了电网、一体化电站和电动汽车之间的信息流,结合一体化电站结构功能提出电站功率调度的核心思想,明确调度参数的定义及参数信息的交互过程,提出相应的调度算法及约束条件。针对我国目前电动汽车主要为公交汽车的特点,结合上海嘉定电网日负荷数据和该地区电动汽车示范园区内充放储一体化电站3个线路公交汽车的实际运营情况,对功率调度算法进行仿真验证,并与其他调度方法进行仿真对比分析,为充放储一体化电站的示范和商业运行提供了参考。

城市纯电动汽车发展模式论证方法

电动汽车的大规模发展,已成为一种必然趋势。影响和制约电动汽车发展的因素主要为蓄电池的储能量、经济成本以及公用基础配套设施。电动汽车常用充电模式的选择有3种,常规充电、更换电池和快速充电,其中快速充电目前仅一种应急措施,用于对前2种模式的补充。选择不同的充电模式,将对充电经济成本、充电基础设施以及对电网产生不同的影响,故为确定各城市或地区适用的电动汽车发展运营模式,针对充电模式评价与选择,基于实践应用和理论优化两个层面对电动汽车的两种主流充电模式——插充模式和换电模式的社会效益、经济效益、技术性、安全和电网影响5个方面进行综合分析,提出相适应的指标评价方法,并用算例进行计算验证了评价体系的合理有效性。

基于模糊控制的区域电动汽车入网充放电调度策略

提出一种基于模糊控制的电动汽车入网(V2G)充放电调度策略。首先,提出V2G管理系统的整体结构,其主要由有序充电调度系统和V2G变流器控制系统组成,前者合理安排各充电桩的充放电功率,实现削峰填谷的辅助功能;后者响应上层调度下发的功率指令,控制实际充放电行为,提供稳定的电能变换和能量交换的接口。然后,在有序充电调度系统中综合当前配电网的负荷特点,对当前接入充电站的全部电动汽车进行调配,并采用模糊控制算法计算充放电功率并下发给各充电桩,改善区域电网的负荷特性,实现削峰填谷的辅助功能。最后,通过仿真实验证明所提有序充电调度系统在满足电动汽车充电需求的同时,能够充分地利用电动汽车负荷的灵活性;在实现对电网削峰填谷的同时,有效地避免了电网负荷低谷时段大量电动汽车充电引起新负荷尖峰的问题。

计及V2V技术的电动汽车有序充放电策略

基于电动汽车相互充放电技术(V2V)提出了电动汽车的有序充放电控制策略。策略根据电动汽车的充放电行为及用户的计划,将电动汽车分为3类。为制定充放电计划时充分考虑电动汽车的实际状态,提出了电动汽车的"再归类"方法;并以总充电费用最小为目标函数,电网运行指标及电动汽车状态为约束条件,并结合"用户优先度指标"制定充放电计划。仿真结果表明,利用"再归类"方法可准确判断电动汽车是否能够放电或暂停充电;有序充放电策略能够有效地利用V2V技术完成负荷的削峰填谷,明显降低了用户的充电费用,具有良好的实用价值。

电动汽车充储放电站可逆充电机控制策略

为充分发挥电动汽车充储放电站与电网的能量双向流动特性,对站内可逆充电机进行建模,并提出相应的控制策略研究。可逆充电机由PWM整流器和双向DC/DC变换器构成,其中可逆PWM整流器采用前馈解耦的电压电流双闭环控制;为延长电池寿命,双向DC/DC变换器充电采用先电流再电压闭环的二阶段控制,而放电则采用电流闭环控制策略。通过可逆充电机建模以及充、放电过程的仿真表明,提出的控制策略能实现低谐波的能量双向流动,且具有抗负载波动的鲁棒性以及较高的电池充放电速度。

基于有序充放电的电池储能系统优化调度策略研究

为储能系统中电池配置合适的运行模式,可有效延长电池的循环寿命并提高储能系统的经济性。以部分电池参与功率分配并轮换使用,协调储能电池放电深度和充放电次数为基础,提出一种储能电池的有序充放电方法。根据可充放电次数与放电深度的关系,得到有序充放电下寿命最大时所对应的功率分配电池个数。通过综合考虑电池使用次数均衡和荷电状态均衡的合作博弈,提出了基于有序充放电的电池储能系统优化调度策略。建立以电池储能系统的运行成本为优化调度的效果评价指标,仿真实例验证了所提策略的有效性。

基于负荷区间电价激励的电动汽车充放电调度控制策略

为充分利用电动汽车(electric vehicle,EV)的移动储能特性,实现EV与电网的互动(vehicle-to-grid,V2G),提出一种EV有序充放电调度控制策略。在分析了EV时空特性的基础上,提出EV的控制架构;然后对电网负荷进行区间划分,对于不同的负荷区间制定不同的电价,从而激励EV参与电网的调度,并引入负荷率来评估EV参与电网调度的效果;最后利用PSCAD软件进行了仿真验证,仿真结果表明所提策略是有效和可行的。

基于用户利益与出行意愿的电动汽车充放电调度策略

如今,随着越来越多智能充电桩的建立,人们对电动汽车的需求量日益加大,电动汽车不仅可以提高能源利用率、减少污染,而且还可以反向对电网进行供电,达到削峰填谷的目的。但是随着越来越多的电动汽车接入到电网,越来越多的用户参与到电动汽车调度中,电动汽车的充放电调度也变得越为复杂,在以往的一些调控中总是优先考虑电网的峰值负荷如何降低,却很少考虑用户的需求与利益。事实上,在保证电网负荷曲线的同时更应该考虑到用户的利益与需求,因为用户的利益与需求才是保证调度计划顺利实施的基础。文中基于用户的利益与出行意愿,利用粒子群算法对电动汽车的充放电进行调度,保证了用户的利益与满意度,同时有效削减了电网峰值时刻的负荷。

充放储一体化电站的广义能量周期性控制

电动汽车智能充放储一体化电站,相对传统的充电站和储能站,更加节约设备、土地、运行成本,是电动汽车配套供能设施建设的一个良好解决方案.对充放储一体化电站内的能量进行系统的定义,讨论广义能量的周期性特征;进而将站内能量分解为三部分,分别进行计算和周期性控制,通过周期性控制可实现充放储一体化电站系统的长期稳定运行.