电动汽车充电设施规划探讨

电动汽车充电站是电动汽车业发展所必须的重要配套基础设施。分析了电动汽车发展的社会和行业背景,讨论了发展电动汽车对充电技术的要求,研究了影响电动汽车充电站规划的几方面因素,并根据南方电网公司的有关规定,探讨了电动汽车充电设施的规划问题。     

动态能源与地理信息融合的光储充电站电动汽车充电路径引导

电动汽车(EV)的出行、充电行为在对交通系统运行规律造成影响的同时,也使得能源网络负荷的时空分布发生改变。为此,考虑光储充一体化系统的特点,结合大规模EV、区域路网、配电网以及光储充电站的动态信息,构建了精细化的车-站-路-网动态融合模型;在此基础上,分别从用户、交通路网、电网3个角度构建包含行程时间、交通拥堵情况、电网稳定性的多目标优化函数。针对当前模型的高复杂度,运用分层规划和双向搜索思路对LPA*路径规划算法进行改进,从而实现动态环境下的充电路径引导。以某市一区域路网为例进行仿真,结果表明：与现有的策略相比,所提充电路径引导策略能很好地解决因EV充电带来的局部道路拥挤、区域光储能源消纳不均衡等问题。     

车联网环境下电动汽车主动充电引导模型

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路网状态信息更新路网时空状态矩阵,实时优化电动汽车行驶路径,获取电动汽车充电行驶时间。其次,利用深度置信网络预测充电站电动汽车短时到达量,基于排队论M/G/k模型预测电动汽车充电等待时间。最后,以最小化电动汽车充电行驶时间和充电等待时间为目标,搭建电动汽车主动充电引导模型。以中国南京市中心区域为算例,验证了所提主动充电引导模型的有效性,所提算法能够提高充电桩的利用率并减少电动汽车用户综合充电时间。     

考虑电量分布及行驶里程的高速公路充电站规划

针对高速公路的车流情况和充电需求特点,构建了高速公路充电站的规划模型.该模型考虑了电动汽车的电量分布和行驶里程的影响,以高速公路中到充电站充电的电动汽车的数量期望值最大化为目标来进行充电站的站址选择,以充电站的服务成本和顾客的等待费用之和最小为目标来优化配置充电站的充电机台数,并利用排队论原理分析了充电站的服务水平和运行效率.最后通过算例验证了该规划模型的可行性和有效性.     

国内外电动汽车发展现状及充电技术研究

对国内外电动汽车、电动汽车充电系统技术、充电站建设及布局等方面发展现状进行了研究,并对电动汽车充电需求进行了分析。     

考虑充电功率的电动汽车快充站充电设施优化配置

为实现电动汽车快充站内的经济建设,同时分析充电功率在充电站规划中的影响,提出了一种电动汽车快充站充电设施优化配置方法。以电动出租车为例,分析其出行特征,并基于排队论分析各个时段内站内排队系统的运行指标,建立分时段的用户等候时间成本计算模型。以充电站投资成本和用户等候时间成本之和最小化为目标函数,建立考虑装置利用率、排队时间、配电容量和占地面积的充电设施配置优化模型,在模型中同时对充电设施的充电功率和数量进行优化,实现快充站内社会成本的最小化。通过算例验证所提方法的可行性以及优化充电功率的经济性。     

考虑长期利润最大化的电动汽车充电站最优充电调度策略

随着电动汽车EVs(electric vehicles)渗透率提高,电动汽车充电站EVCSs(electric vehicle charging stations)可能存在容量不足导致用户排队等待充电的情况。本文提出了一种长期利润最大化LTPM(long-term profit maximization)的充电调度策略。首先,建立了一种EVCS模型;然后,以EVCS长期利润最大化以及EV排队时长最小化为目标,提出了一种新的充电站调度算法。结果表明,与短期利润最大化STPM(short-term profit maximization)相比,采用本文所提的策略的EVCS可以获得更大的利润,且排队的EV平均延误较小。     

含多类型充电设施的城市电动汽车充电站群协同规划方法

为实现不同额定功率充电设施的有机组合配置,本文提出了一种含多类型充电设施的城市电动汽车充电站群选址定容规划方法。首先计及电动汽车用户的行为不确定性和需求多样性,考虑充电功率的站内分配,设计了站内多类型充电设施协同服务水平模型;在此基础上结合充电需求分配和配电网约束,提出了考虑社会综合成本的含多类型充电设施的充电站群协同规划方法。所提的方法能够建模成混合整数二阶锥模型进行有效求解。最后,通过耦合了地理信息及31节点配电网的某城市区域实际算例,验证了所提方法的合理性及有效性。     

考虑电压稳定性和充电服务质量的电动汽车充电站规划

充电站的合理规划可有效降低其建设对电网产生的不利影响,促进电动汽车(Electric Vehicle, EV)规模化应用及其产业发展。通过交通起止点分析确定充电需求点信息,在满足充电可靠性的前提下确定候选站址方案。基于系统电压稳定性和充电服务质量,建立了充电站规划的多目标优化模型。采用超效率数据包络分析方法确定各目标函数权重系数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,运用动态自适应粒子群优化算法求解。最后以IEEE33节点系统结合待规划区域为例进行仿真,结果验证了所提方法的有效性。     

基于LSSVM和混沌理论改进人工蜂群优化算法的GIS母线接头温度预测*

GIS母线接头过热已成为典型的过热性故障,为实现GIS母线接头温度的准确预测,在研究最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)算法的基础上,引入混沌理论改进的人工蜂群算法对LSSVM的参数进行优化,建立了一种基于参数优化LSSVM的GIS母线接头温度预测模型。通过GIS母线温度物理模拟实验,将实验所获得的负荷电流、GIS母线筒外壳测点温度及环境温度作为输入量,GIS母线接头温度作为输出量,对该模型进行了训练。结果表明,该模型的预测误差仅为0. 193%,优于ABC-LSSVM、LSSVM和RBF神经网络。提出的温度预测模型可实现母线接头温度的精确预测,为防止GIS母线接头过热性故障的研究奠定了基础。     

新型电能质量在线监测

随着供电部门及用户对电能质量从谐波到暂态监测的需求,目前从测试算法、设备上都需要提高。本文提出了一种基于DSP ARM的双CPU模式的电能质量在线监测新型系统。本文主要介绍了设备的功能、硬件和软件设计及其实现的关键技术,实现了电压暂降/骤升/短时断电等电能质量指标的在线连续监测和超标波形记录,本文还总结了一些抗干扰措施,最后给出了一个测试算例。这种基于DSP ARM的双CPU电能质量在线监测新型系统将实现电能质量监测工作的便捷化、智能化、网络化。     

基于感应充电的电动车充电系统设计

简介了电动汽车发展的经济和技术背景,结合了现在电动车充电站结构及充电方式情况,用三维建模软件设计出以太阳能为主要充电来源的充电站大致结构。依据当今电动车充电方式所存在的弊端,结合超级电容技术设计出感应充电方式的理念,介绍了太阳能充电与电力系统之间的相互影响。然后,对人机交互应用等问题提出了研究意义。     

考虑交通流量俘获的电动汽车充电负荷预测和充电站规划

针对电动汽车(EV)的充电需求,考虑路径的交通流量,以最大交通流量俘获、最小配电系统网络损耗和最小节点电压偏移为目标,构建了一个多目标决策模型对EV充电站进行规划。运用网络扩展技术确定交通流量俘获路径;运用蒙特卡罗模拟算法,确定规划区内EV的最大充电负荷,从而推算得到充电站的容量;运用超效率数据包络分析评价方法,确定经过归一化处理后各目标函数的权重系数,从而将多目标优化问题转化为单目标优化问题,并采用改进的二进制粒子群优化算法进行求解。以一个包含25个节点的交通网络耦合33节点配电系统为算例进行仿真,验证所建模型和所提方法的有效性,并进一步分析EV最大行驶里程、充电站负荷接入不同节点以及不同时刻对各目标函数的影响。     

考虑临时驻车充放电管理的电动汽车配送路径规划方法

随着充电基础设施保障能力的提升,电动汽车配送工作过程中的长时间驻车行为与电网存在的交互行为与能量转移存在研究价值。为提高电动汽车参与物流配送的效率,提出日调度背景下考虑临时驻车充放电管理的电动汽车配送路径规划方法。计及实时电价、车载电量、载货限重、单侧送达时间窗约束,考虑电池损耗、充电站服务时间、分时电价及实时服务费,构建以配送时间、耗电成本、车辆成本、配送延迟惩罚之和最小为目标的电动汽车配送路径优化模型,采用模拟退火改进的非支配排序遗传算法求解。以某26节点路网系统为算例,验证了所提方法能有效减少配送总成本,降低续航不足的风险,提升交通与能源互动潜力。     

一种电动汽车充电站监控终端的设计与实现

为了满足电动汽车充电站监控终端硬件接口丰富、可扩展性强,软件系统具有较高的实时性、可靠性和稳定性的要求,针对站内监控设备种类及数量较多、通信方式多样化的特点,给出了一种电动汽车充电站监控终端的设计与实现方法。基于该方法设计的监控终端,采用ARM与FPGA双核为主芯片,通过专门设计的并行总线架构实现两者的互联,外围接口丰富,可扩展性强;构建了基于Xenomai框架的嵌入式实时Linux操作系统,保证了良好的用户态实时性和优秀的内核态实时性,并且具有较高的稳定性和可移植性。目前该监控终端已经在多个电动汽车充电站成功投运,证明了该监控终端用于电动汽车充电站监控系统的正确性和实用性。     

Electric vehicle integration into power systems

Sales of electric vehicle are rapidly growing worldwide. Vehicle grid integration is important for mitigating impact of charging demand on the distribution feeders, realizing renewable powered charging from the rooftop photovoltaic and wind power generation, and contributing to the Vehicle‐to‐Grid ancillary services for the power systems. This article reviews current trends of the vehicle grid integration R&D. Future prospective is also pointed out on the key issues such as an electrical interface, multiple services integration, and the electric vehicle living demonstration for open innovation.     

基于配电网概率潮流计算的电动汽车充电站规划策略

大规模电动汽车接入会导致配电网潮流分布发生变化,给配电网的运行带来风险。采用半不变量和Gram-Charlier级数计算考虑电动汽车充电负荷的配电网动态概率潮流。根据节点电压和支路潮流的越限严重程度,定义评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,提出了确定充电站最优电气接入点的方法。IEEE33节点配电系统的仿真计算结果表明,采用上述方法选择充电站的电气接入点可以降低配电网节点电压和支路潮流越限的风险,有助于通过充电设施的优化布局对电动汽车的充电行为进行引导和优化。     

电动汽车充电桩/机校验仪国内技术现状及溯源研究

电动汽车交流充电桩校验仪、电动汽车直流充电机校验仪是电动汽车充电桩/机的计量标准器,其准确可靠可为强检计量器具电动汽车充电桩/机的量值提供保证。通过对国内电动汽车充电桩/机校验仪的长期全面测试和理论研究,较全面掌握了电动汽车充电桩/机校验仪的生产水平和质量状态,在大量实际数据的支撑下,对最小电流、温度系数、失真度、纹波等进行了溯源研究,掌握了关键参数值和检测方法,为相关国家规程的编写打下坚实基础。     

实时电能质量监测系统的构建及应用

针对电能质量监测系统的远程主动和协调控制问题,构建出硬件基于ARM+DSP双系统和软件基于多Agent技术的开放、主动的电能质量监测系统。这种模型符合现阶段电网分布式结构特点和电力市场的发展趋势,满足目前电网电能质量监测系统的需求。该系统应用于湖北电网和浙江电网中,检测暂态电能质量指标和稳态电能质量指标,实现对电网实时监测的功能。应用结果准确反映出电网电能质量的状况,通过本系统可以有针对性地改善电网电能质量并且提高经济效益。