基于改进GRU模型的直流充电桩故障预测

直流充电桩作为电动汽车有效的供电设备,其故障频发对电动汽车充电安全带来隐患.对充电桩的故障进行准确预测将有效地确保电动汽车充电过程的安全.本文提出了一种改进门控循环单元(gate recurrent unit, GRU)直流充电桩的故障预测模型.首先,分析充电过程中直流充电桩的常见故障类型,考虑到实际采集过程中具体故障数据样本量少的情况,利用变分自编码器(variational auto-encoder, VAE)数据增强方法对样本数据进行扩充;然后,基于GRU网络模型的故障预测方法,利用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法优化GRU网络参数,采用支持向量机(support vector machine, SVM)模型改善网络输出的分类函数,提出了PSO-GRU-SVM直流充电桩故障诊断模型;最后,利用算例对比改进前后的预测精度,分析对比混淆矩阵热力图,并且与常用的两种网络模型进行对比,结果表明了文中方法有效地提高了预测精度,验证了文章中方法的可行性.     

电动汽车有序充电多目标优化方法

电动汽车大规模无序充电会导致电网负荷波动过大、电压偏移量大，因此，需要对电动汽车充电行为进行多目标优化。通过对电动汽车驾驶人员驾驶行为与充电习惯的分析，建立电动汽车充电负荷模型；在粒子群优化算法的基础上，引入二进制编码对优化函数展开求解，实现有序充电策略的优化。测试表明，利用所提方法对车辆充电行为展开有序优化后，充电桩的负荷在2000～2500 kW区间波动，波动情况趋于平缓，电压偏移量在3.00%以内，网损率在2%左右，有效降低了电网的损耗率，为电力系统的平稳运行提供保障。     

共享充电桩下负荷时间分布均衡的小区电动汽车充电方案优化

针对电动汽车充电负荷增加、电网安全性降低,以及停车困难小区只能使用共享充电桩等问题,提出了一种充电桩选择与电动汽车充电优化的组合模型。该模型以共享充电桩之间充电时间标准差和全天充电负荷标准差之和最小为目标。考虑到电动汽车充电桩分配方案以及电动汽车充电方案两者的重要程度并不相同,提出了一种随着迭代次数的增加,变化概率不断改变的动态概率遗传算法。将改进后的遗传算法求解该模型,通过求解一个算例,进一步阐述所提算法的原理和过程,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于MCGS的充电控制导引功能检测系统的设计

由于充电设备生产商与电动汽车制造商对充电标准得理解偏差,导致出现充电设备不能可靠的给电动汽车充电,设计了基于MCGS技术与STM32嵌入式软件的交流充电桩控制导引功能检测系统。以STM32F103为下位机设计车辆充电模拟测试装置,以MCGS组态为上位机实现充电过程的监控与控制策略的程序编写。上位机与车辆充电模拟检测装置采用RS485通讯方式,实现连接确认信号的动作监控,控制导引信号参数。经实验测试实现了新能源汽车充电控制导引功能的检测,可适用于检测检测是否符合GB/T 18487.1—2015规定的电动汽车交流供电设备,包括缆上控制与保护装置、交流充电桩、非车载充电机等。     

充电站内引导电动汽车有序充电控制方法仿真

传统的电动汽车充电控制通常采用基于多代理、基于T-S模糊控制器、基于交替方向乘子的有序充电控制方法,但这几种方法的电网负荷波动率较高,为此提出一种充电站内引导电动汽车有序充电控制方法。应用滚动优化法对集中充电站进行充电时段划分;结合灰色理论对电动汽车用户短期的用电负荷状况进行预测,通过预测未来一段时间的电动汽车用户用电负荷值,对各个时段电动汽车用户的充电计划进行优化求解,最终实现电动汽车有序充电控制。为了验证上述方法的有效性,与三种传统控制方法进行对比,得出上述方法的充电负荷波动率为49.2%,通过比较可知,所提方法的充电负荷波动率最低,证明了上述方法的有效性。     

计及评价指标冲突的电动汽车充电负荷区间预测

电动汽车充电负荷具有强随机性,且受电池容量与用户用车行为影响。为有效预测充电负荷时序分布,本文提出一种计及评价指标冲突的充电负荷区间预测方法。首先,该方法分析日间充电负荷间时序相关性,并用强相关历史日充电负荷数据构建充电负荷预测所需的特征集。接着,采用弯曲高斯过程（warped Gaussian process , WGP）方法,并结合多种协方差函数来构建多个充电负荷区间预测模型。为解决多指标评价存在冲突和仅选择最优的一个预测模型会出现极端误差问题,本文应用面积灰关联决策方法,对各模型开展计及评价指标冲突的综合评价,并依据获取的面积灰关联贴近度,构建电动汽车充电负荷组合区间预测模型。实验结果表明,本文提出的方法能够获得更精确、覆盖率更高的充电负荷预测区间。     

计及电能质量优化的V2G充电桩模糊控制建模

车网能量信息双向互动(V2G)充电桩在创造社会经济效益的同时，会对区域电网电能质量造成影响。在介绍V2G充电桩内部电路及其控制基础上，指出其工作时造成交流侧谐波含量高、功率因数低的致因；从提升动态性能角度出发，将模糊控制与PI控制相结合，重新设计三相PWM整流电路双闭环控制策略并制定模糊规则表，实时获取控制器中比例参数和积分参数的调节量，实现动力电池充放电过程的在线优化。仿真结果表明，优化后的电池充电动态调整时间缩短至0.05s,放电动态调整时间缩短至0.02s;两种模式下，充电桩均能实现单位功率因数运行，且交流侧电流谐波总畸变率(THD)分别降至2.38%和3.13%,电能质量指标符合入网运行要求。     

计及预测误差的电动汽车充电分层控制策略研究

电动汽车的大规模接入充电会对配电网的运行带来很大的影响，为减小电动汽车充电对负荷峰谷差的影响和提高电动汽车充电的经济性，提出了一种计及预测误差的电动汽车充电分层优化控制策略。根据日负荷预测曲线和电动汽车充电预测需求的预测误差大小来对充电策略进行动态优化调整，调整的目标为减小系统负荷峰谷差和运行成本，优化模型的求解方法则采用改进的遗传粒子群算法。通过不同控制策略下电动汽车充电实例的计算对比分析，结果证明了电动汽车充电优化控制策略及求解算法的有效性和优越性。     

考虑充电桩最优效率的电动汽车有序充电模型

在电动汽车有序充电过程中,充电效率的评估和优化有助于提升调度模型的精确度。提出一种考虑直流充电桩最优充电效率的电动汽车有序充电模型。首先,分别对直流充电桩中Vienna整流器部分与双有源桥DC-DC部分进行损耗建模,并使用Pareto优化方法求取最优充电效率。然后,以电网运行、电池电量、充电功率和用户行为作为约束条件,构建最优负荷波动率目标函数,并通过粒子群优化方法进行求解。最后以南京城区某大型充电站的夏季负荷历史数据为参考,利用MATLAB软件分析有序充电模型的执行效果,负荷波动率从0.912降低到0.833。实验结果表明,考虑直流充电桩最优充电效率的有序充电模型能较好地降低负荷波动率。     

三相负荷平衡的光伏逆变器与充电桩协调优化控制策略

平衡的三相四线制或五线制低压配电网能夠显著增加对分布式电源、电动汽车的接纳能力。大量光伏发电、电动汽车接入低压配电网可能导致网损大幅增加,三相不平衡加剧,配变过载,电压越限,威胁配电网的安全、经济运行。针对已有的负荷平衡方法代价高、适应性低的不足,从将重载相负荷转移至轻载相的基本原理出发,提出了在配电网中配置多副公共直流母线,设计了两种将位置相近、从不同相接入的光伏逆变器、充电桩直流侧连接至此共同直流母线的具有不同结构与造价的方案。构建了光伏逆变器、充电桩协调优化控制的线性约束混合整数二次规划的模型。模型的目标函数能够兼顾降损与平衡负荷。采用实际71节点低压配电系统仿真计算,与无序充电及经典方法进行了对比,验证了所提方法计算速度快,能夠满足在线运行的要求,具有完全平衡三相负荷,降低网损,削峰填谷,改善供电电压质量等优越性能。#$NL关键词: 光伏发电;电动汽车;配电网;协调优化控制;三相不平衡     

一种电动自行车充电桩的设计

针对目前电动自行车大量增加,同时充电问题困难的情况,设计了一种小区用刷卡付费电动车充电桩,可以解决小区内私拉乱接电线为电动车充电的问题。充电桩收费采用M1卡进行结算,通过时间控制继电器的通断实现电动车的充电,按照充电时间进行收费。充电剩余时间采用LED液晶显示,每台充电桩可以控制10路负荷的通断。该充电桩还能够对电动车充电负荷进行检测,当负荷超过限值时断开负载,保证电动车充电故障时能隔离故障。实践证明,充电桩能够正常付费工作,方便地解决了城市小区居民对电动车充电。     

电动汽车充电负荷预测研究

电动汽车的快速发展会逐渐增大电网的运行压力,而预测电动汽车的充电负荷有利于电网的运行和合理调度.论文分析了电动汽车充电负荷的影响因素,得到不同充电方式中充电功率的变化,分析了三种类型电动汽车的充电频率、日行驶里程和起始充电时间,并建立了相应的概率密度函数模型.最后采用蒙特卡洛算法模拟计算出日充电负荷,为电动汽车有序充电研究提供了基础.     

时空需求下的电动汽车充电设施选址优化模型

针对电动汽车充电站布局位置不合理、充电利用率较低等问题，提出了一种时空需求下的充电设施选址优化模型STDM。通过对电动汽车出行数据的时空分布特征进行挖掘，结合电动汽车的出行与充电行为构建充电需求预测模型来获得区域内时空需求分布；采用基于时空统计量的方法获取需求热点区域，考虑到充电站服务覆盖问题，定义充电覆盖率作为模型评估参数；在此基础上从用户角度与运营和社会角度综合构建电动汽车到站距离成本、充电站建设运行成本和碳排放成本的优化模型。最后通过实际数据验证模型的可行性和有效性。结果表明，模型得出了区域内12个充电站的选址方案降低综合成本，同时确定充电站的布局位置与充电桩数量；此外，采用所提方法得到的模型选址结果相比于其他文献方法能够有效缩短电动汽车到站距离，并提高到站覆盖率。     

电动汽车充电桩主动充电控制策略

目前,电动汽车在充电过程起火燃烧的安全事故,根本原因是充电桩不具备主动充电功能,只能被动遵从电池管理系统BMS的指令进行充电,一旦BMS失效,充电桩将处于失控状态,会持续给动力电池充电,过冲情况下,动力电池内部会发生严重的化学反应,更甚者将起火.在此基础上,提出了一种电动汽车充电桩主动充电控制策略.通过该策略,充电桩能够主动对BMS充电指令进行鉴别,并对异常命令进行处理.实验表明,此方法提高了电动汽车充电的安全性.     

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.     

基于混合整数线性规划的充电桩群优化调度

针对充电站内电动汽车充电成本过高的问题，提出了一种基于混合整数线性规划（MLP）的充电桩群优化调度的方法。在满足电I动汽车充电需求的前提下该调度方法以充电站内总充电成本最低为优化目标，并采用模型预测控制器（MPC）模拟电动汽车行程，利用MLP求解器求解充电站各个时间段I内的充电功率，并按照充电时间顺序将每个时段内充电功率分配给对应时段内在充电站内停车场充电的电动汽车。实验结果表明，基于MLP的充放电调度方法有效降低了充电站内的总充电成本，达到了优化电动汽车充放电调度的目的。     

基于二次EEMD的工业电能需量多步预测

电力大用户最大需量控制是降低电网峰值负荷、节约用户电费成本的重要技术手段.面向强波动性和冲击性工业电能需量控制,研究了超短期需量负荷的多步预测问题.基于集成经验模态分解(EE-MD)方法,通过二次分解有效分离时间序列中不同频率的信号,采用长短期记忆网络(LSTM)对各信号子序列进行独立预测,最后组合预测结果.实验结果表明,本方法能很好的预测工业需量负荷变化,M A PE/MAE/NRMSE精度指标基本控制在2％ 以内,明显优于多种现行主流时序预测模型和最新文献方法,且消除了多步预测的传递误差,预测模型精度和稳定性满足需量控制要求.     

CAN总线在电动汽车BMS系统与充电桩之间通信的应用

电动汽车是我国新能源战略重点之一,国家电网公司为此积极展开电动汽车充电站的建设。国家电网将按照换电为主、插充为辅,集中充电、统一配送为基本商业模式,加快电动汽车充换电站的布局和建设。不论是插充方式还是集中充电,电动汽车的普及都离不开充电智能化,而BMS与充电桩或其他充电设备的无缝连接正是实现充电智能化的必要条件。文章提出了BMS管理系统与充电桩之间的通信设计方案,利用CANBUS实现BMS管理系统与充电桩的通讯,介绍了CAN通讯的硬件设计和软件设计,并经过与充电桩的反复测试,实现了BMS管理系统与充电桩的通信。     

基于区块链技术的电动汽车充电链

近年来,为了降低对石油能源的消耗、对环境的污染,中国积极推动新能源汽车的发展,取得了很好的成效,电动汽车保有量连年激增。但是针对电动汽车的配套基础设施(充电桩)的发展却严重落后,电动汽车与充电桩的布局极不均衡,充电难已经逐渐成为制约电动汽车发展的主要因素。区块链技术具有去中心化、可追溯、不可篡改等技术优势,被广泛应用到金融、地产、医疗、物联网、教育等各个领域。针对电动汽车面临的“有车无桩,有桩无车”的现象,对电动汽车充电联盟链的可行性与创新性进行了深入的分析。系统阐述了区块链的技术背景,在此基础上提出了基于区块链技术的充电桩共享方案。详细阐述了充电桩共享系统的各个模块,包括底层区块链类型、区块链节点类型以及系统所采用的共识机制。最后提出系统实现的整个系统架构,系统动态模型。充电联盟链的建设,有利于消除电动汽车企业与充电桩运营商之间的信任壁垒,实现电动汽车车主与充电桩运营商之间的公平的价值转移,有效缓解现阶段电动汽车充电难的困境。     

基于窄带物联网的电动汽车智能充电系统

电动汽车充电基础设施建设尚不完善已经成为制约电动汽车发展的一个重要因素,面对电动汽车充电桩建设成本高以及监管难的困境,在"互联网+"的背景下提出了基于NB-IOT的电动汽车充电解决方案。分析了现阶段充电系统存在的问题,给出了智能充电桩+云平台管理的系统框架,定义了系统的功能需求,阐述了充电桩的硬件、软件设计方法以及云平台管理系统的设计思路。测试结果表明,系统运行稳定,较好地解决了充电桩建设运营中的组网及监管难题,节约了建设和维护成本,提升了充电服务水平,具有较好的应用前景。