面向居民区电动汽车充电负荷预测与容量配置研究

居民区负荷的特性及其发展趋势预测有助于科学地建设电动汽车充电设施,同时确保居民区供电设施安全可靠运行。本文在电动汽车充电特性研究的基础上,构建了接入电网的电动汽车充电负荷需求数学模型,并深入了分析充电设施的接入对居民区负荷特性的影响,然后给出一种充电设施负荷预测与容量配置方法。最后选取两种典型台区,仿真分析了电动汽车接入前后的台区负载情况,验证了所提方法的有效性。     

电动汽车充电对电网负荷和电气设备的影响

电动汽车充电负荷预测是分析电动汽车接入电网的基础。在分析私家车、公交车、出租车、物流车、公务车行驶特性和充电规律的基础上,提出了不同类别电动汽车的充电负荷模型;并采用蒙特卡洛模拟法对宁波市2020年不同类型的电动汽车充电负荷进行预测,将预测的电动汽车充电负荷曲线和电网最大负荷曲线进行对比分析,分析出在不同充电模式下,电动汽车充电对配电变压器和配电线路的影响,为电网规划和运行提供参考。     

电动汽车保有量预测研究现状

电动汽车以其能耗和减排等方面的优势,预计未来将会有大量电动汽车通过专用充电站、住宅区充电桩和家用充电器接入电网,这将显著地改变电力系统居民和商业负荷的特性,势必会对为传统负荷设计的配电系统造成冲击。评估配电系统对电动汽车接入的支持能力,必须对电动汽车的充电负荷进行研究,而充电负荷与电动汽车接入的数量直接相关,因此对电动汽车保有量进行预测非常重要。本文总结并比较了已有的电动汽车保有量预测方法,即时间序列法、弹性系数法、Bass模型等,并阐述了这些方法的不足。     

电动汽车充电对电网影响的综述

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电站和充电桩的建设,大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。电动汽车的普及程度、类型、充电时间、充电方式以及充电特性的不同会使电动汽车对电网的影响发生变化。从输电网、配电网角度对国内外关于电动汽车接入电网的研究现状及电动汽车充电对电网的影响进行了详细分析。针对充电站对电网的谐波污染问题,介绍了各种谐波污染的治理方法,并指出电动汽车的充电行为及其储能特性在未来电网运行中的影响和作用将越来越大,研究充电设施建设的布点规划及电动汽车充放电控制策略将成为该领域的重点。     

电动汽车充电负荷预测系统研究

根据规划的电动汽车在未来规模化的应用将对电网产生重要影响,电动汽车充电负荷预测是分析电动汽车接入电网的基础,目前还没有比较成熟的方法。综述电动汽车接入对电网的影响和电动汽车负荷预测的研究现状,分析充电负荷预测的影响因素,并基于分布函数的蒙特卡洛计算模拟,开发一套区域电动汽车充电负荷预测系统,可实现对不同电动汽车种类、不同电池容量、不同充电方式、不同充电频率等情况下的综合预测,为电动汽车接入电网的影响分析和调控策略制订提供理论和技术支持。     

基于蒙特卡洛法的电动汽车负荷预测建模

电动汽车大规模接入将对电网造成巨大影响,为采取有效措施,需对其负荷进行预测。在研究我国电动汽车相关政策的基础上,从影响电动汽车负荷的主要因素入手,详细地分析了不同类型电动汽车在不同充电模式下的充电行为,建立了电动汽车负荷预测模型,并采用蒙特卡罗法抽取起始充电时间、充电起始荷电状态等因素进行仿真。根据北京市电动汽车发展情况,对北京市电动汽车的规模进行了预测,得到北京市电动汽车在工作日和节假日的日负荷曲线,并对结果进行了分析。分析结果表明：未来电动汽车的大规模接入将给电网带来大量的新增负荷,同时加大了电网负荷峰谷差,需对电动汽车充电负荷进行有效的控制。     

电动汽车充电设施接入对配套电网建设的影响

电动汽车在减少化石燃料消耗和CO2排放方面有着重要的意义。越来越多的电动汽车接入电网,对电力系统配套电网及电能质量将产生不可忽视的影响。通过分析充电设施接入配电网的典型方式,预判充电设施用电需求、电力负荷总量并分析电网接纳能力,对比分析了居民区、公共停车场、公交专属场站、出租车专属场站等不同场景下充电负荷对原负荷的影响情况,进而提出配套电网建设改造规划的原则,为大规模电动汽车充电设施接入配套电网建设提供参考。     

基于电动汽车供电资源态势感知的台区负荷弹性调度策略

考虑电动汽车、空调负荷等柔性负荷的无序接入对电网造成的不利影响,提出一种计及电动汽车供电资源态势分析的台区负荷弹性优化调度方法。首先,对电动汽车的充电需求进行概率预测,通过量化分析电动汽车负荷的特性指标,提出了台区电动汽车供电资源的态势感知模型,通过集成学习算法训练进行供电资源态势评估;接着,基于供电资源态势感知情况提出对电动汽车充电需求进行弹性伸缩的优化调度策略,将电动汽车充电需求与空调负荷削减量作为控制量,建立带弹性约束的多目标调度计划优化模型,采用改进多目标粒子群算法求解得到优化调度计划;最后,通过台区算例分析验证了所提优化调度方法能实现对电网负荷的削峰填谷,协调解决柔性负荷需求与资源闲置状态下存在的冲突,对电动汽车充电和空调用电负荷进行有序调度,以实现供电资源利用率最大化。     

智能配电

41EPON助力电力配网自动化/钟远强50电动汽车充放电对电网的影响分析/顾艳玲陈继军54小水电对系统电压影响分析/赵光平随着智能电网的发展,智能配电也受到了越来越多的关注。本专题对配网自动化的建设,电动汽车及小水电的接入对配电网的影响等问题进行了探讨。在《EPON助力电力配网自动化》一文中,通过对配网自动化网络需求分析及EPON(以太网无源光网络)技术的特点,研究EPON技术方案及其保护方式,针对性地提出了EPON技术在配网自动化场景中的网络应用及工程实施建议。我国电动汽车产业正在步入快速发展期,大规模电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。电动汽车的普及程度、类型、充电时间、充电方式以及充电特性的不同会使电动     

V2G模式下微网电动汽车有序充电策略研究

为了应对V2G(Vehicle-to-Grid)模式下大规模电动汽车接入给电网带来的诸多挑战,针对现有电动汽车调度策略对大规模电动汽车充放电需求考虑不足的问题,提出一种微电网电动汽车有序充电策略。调度策略可根据当前微电网负荷状态、电动汽车充电需求等实时数据,采用模糊控制算法优化安排电动汽车充电计划,满足电动汽车充电需求同时实现对电网的削峰填谷。利用该调度策略对某配电区域600辆电动汽车进行充电,并与传统即时充电策略进行比较分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的电动汽车有序充电策略能够有效避免大量电动汽车接入电网引起负荷尖峰的问题,为电网提供削峰填谷的服务,实现用户和电网的双赢。     

住宅小区电动汽车有序充电潜力评估

电动汽车的充电管理方式影响充电设施配电容量的规划设计,对住宅小区电动汽车进行有序充电,可实现削峰填谷,提高配变利用率,增加充电设施接入容量。结合住宅小区住户充电行为习惯,建立住宅小区充电负荷概率模型,并提出充电负荷同时率和叠加率两个关键参数表征充电负荷变化特性。在此基础上,建立电动汽车充电负荷与居民用电负荷规划计算模型,并通过数学解析法得出配变负载率与住宅小区电动汽车最大渗透率之间的关系,对住宅小区电动汽车有序充电潜力进行定量评估。该研究可为住宅小区充电负荷精益管理、充电设施配电容量合理配置提供科学参考。     

电动汽车居民区充电负荷建模分析

提出一种基于电动汽车停车时间、充电需求等因素的电动汽车居民区充电负荷建模分析的新方法。针对电动汽车的停车行为,研究基于居民区的区域停车生成率的停车需求,建立居民区的区域停车模型。建立里程分布模型,研究电动汽车移动和电耗量的关系,建立电动汽车剩余荷电状态(SOC)模型。结合居民区的区域停车模型、荷电状态分布模型,通过详细考察居民区区域停车这一功能分区特征,综合设备性质、居民区区域特征等因素,得到居民区的电动汽车充电模型。在充电模型中包含对电动汽车电池的工况分析、电耗量分析、返程时间分布、返程时SOC分布等环节的优化分析。采用一系列的数学建模方法,完成了基于时间分布的电动汽车居民区充电负荷的相关性质研究,以此作为日后电网调度、削峰填谷的参考。以某市为算例,进行蒙特卡洛模拟和分析,得出充电负荷分布的相关结论。     

电动汽车充电对配电网的影响及对策

电动汽车的大规模使用将会对配电网产生直接影响。以某市一条10kV生活线路为对象,考虑了多种渗透率场景,从负荷、电网损耗和电压等几个方面分析了电动汽车充电对配电网的影响。分析结果表明当电动汽车渗透率较高时,车主的无控制充电行为将会对电网造成巨大的压力,而合理的电动汽车接入电网充电将有助于电网的经济运行。提出了电动汽车智能充电方法,该方法可在满足电动汽车充电需求的情况下,根据短期负荷趋势,对各时段可充电功率进行优化,达到平稳负荷、降低电能损耗和提高电压质量的目标。     

考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略

针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题,提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先,基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次,根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素,建立影响电动汽车充电负荷的概率模型,利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后,以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷,进而确定光储充电站储能容量最优解。最后,利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明,未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰,有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%,考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%,实现了削峰填谷,增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。     

规模化电动汽车有序充电分层控制策略研究

电动汽车作为一种特殊电力负荷大规模投入电网后,对其有序充电策略进行研究,能够降低充电负荷对电网的冲击、平抑负荷波动,降低用户充电费用。文中以电动私家车为研究对象、居民小区为应用场景,提出了一种上层根据居民小区的充电需求与负荷方差最小的优化目标确定功率指导曲线、下层同时考虑下发的指导曲线以及充电站峰谷差最小的优化目标来满足用户充电需求的有序充电优化方法。分析充电模式等因素对电动汽车(Electric Vehicle,EV)充电负荷的影响,并基于蒙特卡洛方法进行充电负荷预测的计算;提出了电动汽车有序充电的分层控制架构,并建立了能够平抑总体负荷波动、降低变电站负荷峰谷差的双层优化模型,采用粒子群算法进行计算;以某居民小区为例进行仿真计算,对比电动汽车在不同渗透率下使用该优化充电方法前后的结果。结果表明,该控制策略使充电负荷的高峰期往后推迟至基础负荷的用电低谷期,实现了负荷曲线的“削峰填谷”,且随着渗透率的增加,在降低负荷峰谷差、平抑负荷波动方面的优化效果更好;在充电费用方面,有序充电情况下充电费用减少了29.0%,降低了电动汽车用户的充电负担。     

中国典型城市电网电动汽车容纳能力研究

分析了电动汽车在无序充电、错峰充电和连续充电模式下的电力负荷特性,并以典型配电网为研究对象,通过对3种模式下不同规模电动汽车接入后的配电网稳态运行情况进行计算,.校核节点电压偏差和元件负载率等配电网稳态运行指标,研究了各种充电模式下中国某典型城市电网的电动汽车容纳能力.     

基于实测数据的多类型电动汽车充电负荷分析

本文基于某电动汽车公司的实测数据,对多类型电动汽车跟踪数据进行统计分析。首先设定条件对数据进行预处理,删除异常数据并采用拉格朗日插值法补充部分数据;然后,文中借助K–S检验和J-B检验等方法,验证电动汽车集群数据是否符合规律分布;再采用蒙特卡洛法对电动汽车充电负荷进行仿真,形成多类型电动汽车充电负荷曲线;最后,结合日用电负荷,分析了无序充电情况下电动汽车负荷对电网的影响。结果表明,电动私家车与电动出租车具有较大的负荷调度潜力,但无序充电下会产生“峰上加峰”现象。