计及电池损耗的电动公交车参与V2G的优化调度策略

考虑动力电池的损耗成本,提出一种电动公交车参与电动汽车与电网互动(V2G)的多时间尺度优化调度策略。首先,依据工程经济学原理建立动力电池的损耗模型。然后,在日前阶段的上层以公交公司的日运营成本最小为目标,采用迭代法对电池损耗成本和充电站的充放电计划进行联动优化;下层模型在上层优化结果的基础上,以配电网负荷峰谷差最小为目标,进一步优化充电站的充放电计划。日内阶段对光伏出力和配电网基础负荷功率进行滚动更新,以公交公司日运营成本最小和日前、日内计划偏差最小为目标对日前计划进行修正。最后,从公交公司和电网2个角度对无序充电、有序充电、参与V2G的3种方案进行对比分析,验证了电动公交车参与V2G时的优越性,并通过灵敏度分析表明不同V2G补偿系数下公交公司运营成本的变化趋势。     

基于双层优化的电动公交车有序充电策略

随着城市公交车电动化率越来越高,对电网安全稳定运行造成的影响也越来越大,因此对电动公交车的运营规律进行分析并制定合理的充电计划具有十分重要的意义。通过对电动公交车快速充电站运营规律的研究,提出了一种双层优化有序充电控制策略模型,并采用离散二进制粒子群算法进行优化求解。上层模型基于分时电价,从运营商的角度出发,以电动公交车的充电成本最低为目标;下层模型考虑到仅依赖分时电价可能会造成新的负荷高峰,因此从配电网的角度出发,基于上层模型的优化结果并以充电负荷方差最小为目标。最后,通过算例验证了所提模型能够有效减少电动公交车的充电成本,降低车辆充电对配电网所造成的影响。     

电动公交车光储充电站的分层分级充电优化控制策略

为实现电动公交车光储充电站对光伏能源的充分利用,降低大规模电动公交车充电对配电网系统运行带来的负面影响,提出了电动公交车光储充电站的分层分级充电优化策略。首先,从光储充电站的系统结构、电动公交车的运营特性和充电站的电能补充模式三个方面分析电动公交车的充电场景;然后,基于上述电动公交车的充电场景制定光储充电站分层分级充电控制策略;最后,以购电成本最低和光伏利用率最高为目标建立多目标优化模型,并通过小生境粒子群算法进行求解,验证了所提方法的正确性和有效性。     

电动公交充电站预制舱式储能系统设计方案研究

提出一种预制舱式储能系统的设计方案,将主要的储能、变流设备及二次监控设备集成于标准集装箱内.通过合理的分区和布局,该方案具有集成化程度高、占地面积小、运输安装便利等优点,适用于市区内电动公交车充电站.设计了智能监控系统,对储能系统运行、环境、安防进行集中监控,保障了系统的安全高效运行。     

考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站规划

针对电动公交车充电站的最佳充电容量难以确定及其充电效率低的问题,提出了一种在站址既定情况下考虑车辆充电调度机制的电动公交车充电站优化规划方法。首先,根据电动公交车的发车状态模拟电动公交车日常运行中的电能消耗,生成电动公交车的总运行负荷时序曲线;然后,基于生成的运行负荷时序曲线,构建充电需求度指标,制定电动公交车的充电调度机制;最后,在满足电动公交车充电需求的同时兼顾充电站精细化规划的要求,建立以充电能力最强、投资运行成本最小、光伏能源综合利用指标最大为优化目标的充电站多目标优化规划模型,并采用小生境多目标粒子群优化算法对该模型进行求解,以确定电动公交车充电站的充电桩数量以及光伏发电系统和配电变压器的容量。工程实例分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

电动公交车换电站—电池充电站优化规划

充电设施的规划与建设是解决电动汽车发展瓶颈的重要问题。电动汽车在公共交通领域发展迅速,并广泛采用换电模式。文中充分考虑了电动公交汽车换电电量需求和充换电行为,提出了一种换电站—电池充电站建设模式,并给出了相应的优化规划方法。该方法首先使用近邻传播聚类算法对换电需求点进行空间聚类,以确定电池充电站的站址和规模,并利用化石燃料与电能的热值关系,将当前柴油公交车日消耗能量折算成电能以确定换电电量需求。然后,利用排队论方法对电池充电站内的工作情形进行建模,提出以拒绝服务率为主要约束,以综合建设成本最小为目标的优化模型。最后,以某城市实际统计数据为例给出了该市公交汽车换电站、电池充电站以及其充电设备、换电设备、电池的规划方案,为电动公交车充、换电站的实际规划提供参考。     

快换式电动公交充电站经济运行优化策略

备用电池数量、充电时长是影响换电站换电能力的主要因素。基于车辆进站流量分析,提出了描述换电需求和电池充电产量的函数,进一步分析了两者之间的关系,提出了针对电价峰段的充电控制方法。以北京奥运电动公交充电站为例阐述了经济运行优化策略的应用步骤,并编写了计算机仿真程序进行验证。结果表明:所提经济运行优化策略在满足任意时刻换电需求的条件下可显著降低电价峰段用电量,较大幅度地减少换电站的电费支出。同时,该策略所包含的算法及边界条件非常清晰,容易嵌入充电管理系统实现换电站的经济运行优化控制。     

计及实时交通特征的电动公交车备用率与充电桩联合优化

为了提高电动公交车及充电站总投资和运营的经济性,需综合考虑公交车和充电桩的购置成本以及充电成本。以道路特征、实时交通特征、环境温度为主要影响因素,计算电动公交车的行驶时间和能耗;在满足公交车运营基本需求和保证车内温度的前提下,以日公交车购置成本、日充电桩建造成本、日充电成本之和最小为目标进行优化,建立电动公交车备用率与充电桩的联合优化模型,并采用改进的离散型自适应粒子群优化算法进行计算,得到公交车和充电桩的最优购置方案以及各季节和全年的日均投资及运营成本。以某公交线路上电动公交车年内多种运营条件为算例,验证所建优化模型的正确性。     

电动公交充换电站的优化运行研究

公交车充换电站的优化运行涉及公交运营、电池更换和电池充电等多个方面。考虑公交车的运行规律和耗电特性等因素,定量分析了车辆的日换电需求,并基于均衡使用电池和有利于电池充电的原则,推导了电池优化更换的顺序。以充电成本最小为首要目标,综合考虑平滑充电负荷曲线,分别建立了两阶段和双目标优化充电模型。对优化充电的起始时间、备用电池数量等因素对优化结果的影响进行了分析。算例仿真结果表明,该方法可有效降低充电成本和充电负荷对电网的影响。     

多条公交线路的光储充电站日内滚动优化策略

针对电动公交充电站存在单一线路服务充电效率低的问题,提出由多条电动公交线路组成的光储充电站日内滚动优化策略。首先考虑了环境温度与空调功率对电动汽车电量的影响,建立了电动公交微观能耗模型。其次以最小化充电站运行成本为目标,建立了考虑多种场景下光伏出力的日内运行模型。然后通过对排队理论模型的改进,建立了站内多条线路电动公交充电行为动态模型,模拟实际公交站多线路运营真实充电调度场景。最后设计了仿真算例进行实验验证。结果表明,所提策略可以有效降低充电站光储设备投入成本,为充电站的规划运行提供了新思路。     

基于模糊隶属度的充电站多目标优化调度

为兼顾充电站运营商的经济效益与配电网的安全性,建立充电站内电动公交车参与车联网(vehicle to grid,V2G)的多目标优化调度模型。所建模型不仅考虑了电动公交车的出行需求,还考虑了充电站内车-桩的连接状态。由于模型的优化目标间相关性小,故采用模糊隶属度函数对其进行模糊化处理,并基于最大最小理论将多目标优化问题转化为以最大化满意度为目标的单目标优化问题进行求解。仿真结果在无序充电和参与V2G两种模式下对单目标策略和多目标策略进行比较分析,验证了文章所述电动公交车参与V2G的多目标优化调度模型的经济性和有效性。     

电动汽车公共充电站布局的最优规划

电动汽车未来大规模发展需要众多公共充电站服务,公共充电站应根据电动汽车分布进行合理布局。给出电动汽车分布的预测方法,采用基于排队论的充电机配置方法,提出公共充电站布局最优规划的数学模型。采用与充电站布局有相似数学特点的Voronoi图划分充电站服务区域,服务区内电动汽车考虑快充随机性,采用排队论M/M/s模型,以电动汽车排队等候时间为标准确定充电站规模。为解决Voronoi图全局寻优的困难,与具备全局随机寻优能力的改进粒子群优化算法结合,提出了最优规划的联合求解流程。算例分析验证了规划方法和算法的有效性和实用性。     

电动汽车充电站最优分布和规模研究

为未来电动汽车充电站建设提供研究思路和理论支持,文中运用动态交通网络思想建立了基于硬时间窗约束下的充电站布局及最佳规模确定的多目标优化模型,该模型将充电者充电成本和充电站投资者成本最小化作为优化目标。提出了求解该模型的两阶段启发式算法。在此基础上,通过一个算例验证了所提模型的准确性和有效性。     

电动汽车储能式直流快速充电站系统集成设计研究

随着电动汽车的不断推广,充分解决未来电动汽车长距离行驶过程中的电能补给需求,研究电动汽车快速充电站系统将会推动新能源行业的发展。研究经济合理的基于直流母线的电动汽车储能式直流快充站系统集成总体集装箱方案,提出基于直流母线的直流快充站能量管理控制策略,研制基于直流母线的模块化直流快充站直流充电设备和监控管理系统,建立接入梯次电池储能系统的直流快充站示范工程,为未来电动汽车充电设施技术发展及实践验证提供一定的参考价值。     

计及电动汽车充电站作为黑启动电源的网架重构优化策略

基于电池租赁的换电池模式与大规模集中型充电站配合具有商业竞争潜力,有望得到推广。在此背景下,提出了一种计及电动汽车充电站的网架重构优化策略。首先,对充电站可用电池容量建模,得到针对给定系统停电时刻充电站可提供的启动容量。建立了基于双层优化的网架重构模型,在上层模型中,以最大化系统可用发电容量为目标确定发电机组恢复时刻;在下层模型中,以线路充电电容之和最小为目标确定恢复路径。之后,采用机会约束规划处理相关的不确定性因素,并与双层优化模型相结合构建基于机会约束规划的双层网架重构优化模型,进而采用改进的粒子群算法求解该优化问题。最后,以修改的新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型与方法的基本特征。     

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。     

电动汽车充换电站监控系统设计与应用研究

介绍了电动汽车充电站和电池更换站(以下简称充换电站)监控系统的特点和功能,诸如监控系统的充电监控单元、电池更换监控单元、配电监控单元、视频及环境监控单元和运营管理系统。提出了监控系统分层体系架构设计方案,并将该方案应用于具体工程实例。