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电动汽车充电站选址研究进展

地理科学进展 2019年第1期38卷 139-152页

作者：曹小曙胡培婷刘丹中山大学地理科学与规划学院广州510275

在电动汽车产业高速发展的科技浪潮中,充电站选址未来将成为城市发展战略布局不可或缺的一部分,深受交通工程、电力能源、管理学等各领域学者的广泛关注。已有的综述类文章缺乏对充电站选址相关研究进行全面梳理,论文利用CiteSpace软件... 详细信息

在电动汽车产业高速发展的科技浪潮中,充电站选址未来将成为城市发展战略布局不可或缺的一部分,深受交通工程、电力能源、管理学等各领域学者的广泛关注。已有的综述类文章缺乏对充电站选址相关研究进行全面梳理,论文利用CiteSpace软件对电动汽车充电站选址文献进行梳理,一方面归纳总结2009—2017年间国内外该研究主题的研究现状和热点,对其进行可视化分析;另一方面梳理充电站选址影响因素、选址方法和选址的成本-效益评估等研究内容,同时对国内外充电站选址研究的趋势予以简要介绍,厘清研究发展脉络,为充电站选址在地理学中的研究和实践提供方法和指引。未来,随着各地新能源汽车充电站选址研究的不断发展,有望在充电站选址布局中识别多元化和精细化充电需求和服务、统筹不同主体间成本-效益目标等方面不断完善,从而优化城市交通网络及基础设施布局,为新一轮的城市规划提供指引。

关键词：电动汽车充电站选址研究进展 CiteSpace

考虑时空特性的分布式能源和电动汽车充电站联合优化配置

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考虑时空特性的分布式能源和电动汽车充电站联合优化配置

作者：王东旭中原工学院

学位级别：硕士

分布式电源(Distributed Generation,DG)能够减少碳排放和能源传输损耗,同时电动汽车(Electric Vehicles,EV)的普及能够减少对传统能源的依赖、提高能源利用效率。故DG和EV的发展有助于推动能源转型和低碳经济的发展。然而,DG和EV大规... 详细信息

分布式电源(Distributed Generation,DG)能够减少碳排放和能源传输损耗,同时电动汽车(Electric Vehicles,EV)的普及能够减少对传统能源的依赖、提高能源利用效率。故DG和EV的发展有助于推动能源转型和低碳经济的发展。然而,DG和EV大规模接入配电网,影响了系统安全平稳的运行。为此本文研究了DG和EV充电站的优化配置问题,降低了系统负荷波动,提高了间歇性DG消纳水平,满足了多方主体的利益需求。针对此研究,本论文主要工作如下:(1)采用蒙特卡洛随机抽样对风速、光照强度和常规负荷的概率密度函数处理生成多场景,考虑间歇性DG和常规负荷的季节特性和随机性,引入伪F-统计(FPS)指标改进K-means聚类分析算法进行场景缩减,生成风光出力和常规负荷典型运行场景并进行场景特性分析,保证了典型运行场景的不确定性与有效性。(2)融合交通网络、温度等多源信息提出一种基于OD概率矩阵的EV充电负荷时空分布预测方法。分析动态交通网络模型提出“速度-流量”模型,采用OD概率矩阵和Floyd算法模拟行驶路径以保证用户行程时间最短,EV用户通过智能充电策略选择充电方式与充电起始时间,采用蒙特卡洛对EV充电需求时空分布进行预测。(3)从多主体利益需求角度出发,以运营商综合收益、配电网负荷波动和用户排队时间为目标函数,同时考虑DG与EV充电站安装容量、充电站服务范围等约束,构建了间歇性DG和EV充电站多目标联合优化配置模型。其次采用混沌粒子群算法对联合规划问题进行求解,得到该规划区域内设定参数下最优选址定容方案,分析不同方案下的多主体利益,并结合IEEE-33节点配电系统验证了联合优化配置模型的有效性。

关键词：分布式电源电动汽车充电站聚类分析多源信息联合优化配置

考虑极端天气影响的配电网与电动汽车充电站联合规划

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考虑极端天气影响的配电网与电动汽车充电站联合规划

作者：廖杰华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

由于能源危机和碳中和压力,作为化石能源消耗最大的行业之一,交通行业在碳中和背景下的绿色转型是其必由之路,其中交通电气化是行业转型的主要方向。充电站是交通网与配电网耦合的关键节点,一方面作为基础设施影响着交通网的通行效率,... 详细信息

由于能源危机和碳中和压力,作为化石能源消耗最大的行业之一,交通行业在碳中和背景下的绿色转型是其必由之路,其中交通电气化是行业转型的主要方向。充电站是交通网与配电网耦合的关键节点,一方面作为基础设施影响着交通网的通行效率,另一方面作为大功率负荷影响着配电网的安全性与经济性。同时,碳排放还导致了全球变暖加剧,各种极端天气现象愈发频繁,由于配电网和交通网在原本设计时没有考虑到这些极端天气,其可靠运行受到了严重威胁。鉴于以上背景,本文从规划角度出发,尝试实现充电站友好地接入配电网并提升极端天气下的网络弹性与恢复力。提出了考虑极端天气影响的配电网和充电站联合规划方法。首先,建立了极端天气影响配电网线路故障率与交通网道路通行效率的模型,并进行了定量分析。先定性分析了常见极端天气对配电网和交通网普遍产生的影响,并以极端冰雪天气为例,进行冰雪天气对配电网线路故障率和交通网道路通行效率影响的定量分析。其次,本文构建了考虑极端天气影响的配电网和充电站联合规划模型。基于配电网Distflow潮流模型与考虑充电站的扩展交通网的混合用户均衡模型,模型通过合理配置分布式电源和充电站,在满足两网充电需求和负荷需求与安全运行约束的前提下,构建以两网年值化投资成本、正常情况运行成本、极端冰雪天气下运行成本和负荷切除惩罚在内的年均总成本最小化为目标的考虑极端天气影响的配电网和充电站联合规划模型。最后,研究了联合规划模型的求解方法,包括交通网可行路径生成算法和联合规划模型的凸二阶锥转化与线性化转化方法,并在典型配电网-交通网耦合网络上进行算例分析。提出了基于深度优先搜索的可行路径生成算法用于生成交通网混合用户均衡模型中所需的车辆的可行路径。模型经过松弛与分段线性化转化为求解开销较小的混合整数二阶锥规划模型。仿真分析中,通过对比可知所提模型在投资与运行经济性、负荷保障、电网电能质量方面均有一定优势。

关键词：极端天气电动汽车充电站配电网规划用户均衡

主动配电网分布式电源及电动汽车充电站优化配置研究

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主动配电网分布式电源及电动汽车充电站优化配置研究

作者：李杨南昌大学

学位级别：硕士

随着不可再生能源的日益消耗以及对电能需求的持续化增长,推动能源清洁化,高效合理的推进实现碳达峰、碳中和已成为配电网的发展目标。面对电动汽车充电站需求的迅猛增加以及分布式电源的高度渗透,规划一个完善的主动配电网对于整个电... 详细信息

随着不可再生能源的日益消耗以及对电能需求的持续化增长,推动能源清洁化,高效合理的推进实现碳达峰、碳中和已成为配电网的发展目标。面对电动汽车充电站需求的迅猛增加以及分布式电源的高度渗透,规划一个完善的主动配电网对于整个电网系统的发展显得格外关键。为了对主动配电网中的风机、光伏、储能及电动汽车充电站进行协同规划,介绍了电动汽车充电站的结构与分类、充电设施的排队论模型,建立了风机、光伏发电模型、用户负荷模型以及储能系统的运行模型,阐述了场景生成与削减方法,为后文得到典型风机、光伏出力曲线、基础负荷与充电负荷曲线以及电动汽车用户日出行距离曲线奠定理论基础。为了满足电动汽车用户日常充电需求,提出了一种基于改进引力搜索算法的充电站规划方法。通过用户日出行距离得到总充电需求,使用排队论模型求解所需不同类型充电桩的总数量。以系统网络损耗最小、电压偏移量最小与建设成本最小为目标函数,求解最优充电站建设方案。使用IEEE 33节点算例系统对所提模型进行验证,通过对比,验证本文算法规划结果更具有经济性和实用性,对于减少系统网损、降低建设成本、改善电压质量效果更显著。针对以风机、光伏与储能为代表的分布式电源大规模接入,提出了一种基于双层规划的风光储与充电站规划方法,考虑城市道路网络图,以用户平均充电路径耗时作为目标函数之一,同时考虑建设成本、购电成本、网络损耗等影响,使用改进引力搜索算法与二阶锥规划对所构成的双层优化配置模型进行求解。上层使用改进引力算法得到风光储容量与充电站配置,下层使用二阶锥规划得到风光储接入位置和日调度曲线。以某市部分干道交通图为例,结合IEEE33节点算例系统进行仿真验证。通过仿真结果可知,所提算法在经济效益、用户出行耗时、电网运行安全等方面均有较好的效果,分布式电源的引入可对负荷提供功率支持并有效降低网络损耗,储能也可起到削峰填谷的作用,抑制功率波动,合理的充电站规划位置可较好的降低用户充电路径耗时。

关键词：主动配电网电动汽车充电站改进引力搜索算法二阶锥规划城市道路网络图双层模型

基于改进粒子群算法的风光互补式电动汽车充电站容量配比研究

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基于改进粒子群算法的风光互补式电动汽车充电站容量配比研究

作者：李攀峰内蒙古农业大学

学位级别：硕士

为了缓减环境污染以及解决大量电动汽车接入大电网造成的电网稳定性下降的问题,同时结合内蒙古省际通道线路长和并网点远的特点,本文提出将风光互补发电系统与电动汽车充电站结合形成离网型风光互补式电动汽车充电站。为了提升其供电可... 详细信息

为了缓减环境污染以及解决大量电动汽车接入大电网造成的电网稳定性下降的问题,同时结合内蒙古省际通道线路长和并网点远的特点,本文提出将风光互补发电系统与电动汽车充电站结合形成离网型风光互补式电动汽车充电站。为了提升其供电可靠性及经济性,本文对其风机、光伏板以及储能装置的容量配置进行了研究。具体研究内容如下:(1)本文以离网型风光互补式电动汽车充电站为研究对象,基于内蒙古风、光资源数据建立了风机出力、光伏出力的数学模型,在考虑储能电池可以被高效利用的情况下建立储能电池充放电出力数学模型,为后续容量配置研究奠定基础。(2)针对影响电动汽车负荷需求的因素,本文提出利用蒙特卡洛方法对电动汽车负荷需求进行预测。通过分析用户行为习惯,得出蓄电池充电随时间变化的函数关系以及蓄电池充电时长与蓄电池荷电状态、充电效率、充电功率的数学关系;最终通过蒙特卡洛模拟得到一天24小时内电动汽车负荷需求图像。(3)针对多目标优化问题详细介绍了多目标粒子群算法的工作原理,并分别对多目标粒子群算法的惯性权重、外部存档机制及全局最优解的选取三部分进行改进;利用测试函数ZDT1与ZDT2分别从收敛性、标准差和误差比三方面对多目标粒子群算法与改进多目标粒子群算法进行对比分析,ZDT1结果显示改进多目标粒子群算法的收敛性、标准差分别提高了9.2%、26%,误差比降低了12%;ZDT2结果显示改进多目标粒子群算法的收敛性、标准差分别提高了11.2%、23.4%,误差比降低了17%,验证了改进多目标粒子群算法的有效性。(4)针对离网型风光互补式电动汽车充电站的容量配置优化,确定以成本最低与缺电率最小为容量配置的目标函数及以最小功率、配备装置容量、占地面积为容量配置的约束条件,同时结合内蒙古地区风光资源数据以及电动汽车负荷需求预测结果,分别利用多目标粒子群算法与改进多目标粒子群算法对风机、光伏板以及储能装置的容量配置进行求解,并对比分析其配置结果,结果显示在成本相同的条件下改进后的算法得到的负荷缺电率小于改进前算法得到的负荷缺电率;在负荷缺电率相同的条件下改进后的算法得到的成本小于改进前算法得到的成本,验证了改进多目标粒子群算法求解容量配置的可行性。

关键词：风光互补电动汽车充电站多目标优化改进粒子群算法蒙特卡洛方法

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电动汽车充电站规划的多种群混合遗传算法

电力系统及其自动化学报 2013年第6期25卷 123-129页

作者：冯超周步祥林楠徐飞李阳夏榆杭四川大学电气信息学院成都610065 四川电力职业技术学院成都610071

建立考虑充电站建设运营成本和充电者充电成本的电动汽车充电站综合成本最小模型。针对电动汽车充电站规划的特点,提出了一种新的多种群混合遗传算法(MPHGA)。该算法将标准遗传算法(SGA)与交替定位分配算法(ALA)结合,针对充电站规划的... 详细信息

建立考虑充电站建设运营成本和充电者充电成本的电动汽车充电站综合成本最小模型。针对电动汽车充电站规划的特点,提出了一种新的多种群混合遗传算法(MPHGA)。该算法将标准遗传算法(SGA)与交替定位分配算法(ALA)结合,针对充电站规划的多目标性,采用多种群概念,建立多种群并进行协同进化搜索。基于地理信息系统(GIS),考虑地理信息对充电站选址的影响,通过某市充电站规划实例验证了该模型和方法的正确性和有效性。

关键词：地理信息系统多种群混合遗传算法电动汽车充电站选址定容

电动汽车充电站用直流电能表产品标准和检测技术研究

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电测与仪表 2012年第S1期49卷 68-74页

作者：张昀黄艳赵志华谷扬吴晓昱鲍学军梁炜胡芳芳郝东辉北京市计量检测科学研究院北京100029 北京市产品质量监督检验所北京100013 北京汽车研究所有限公司北京100079

直流电能表是电动汽车充电站内直流电能计量的核心器具,但目前我国缺少电动汽车充电站内直流电能表的产品标准。本文根据电动汽车充电站运营的实际要求,考虑直流电能表的自身特点和使用环境,结合直流电能表已有的检定规程,选取基本误差... 详细信息

直流电能表是电动汽车充电站内直流电能计量的核心器具,但目前我国缺少电动汽车充电站内直流电能表的产品标准。本文根据电动汽车充电站运营的实际要求,考虑直流电能表的自身特点和使用环境,结合直流电能表已有的检定规程,选取基本误差、环境温度影响、电气间隙和爬电距离这三项常规试验对北京市指导性技术文件《电动汽车电能供给与保障技术规范计量系统》的指标制订做出详细阐述,并搭建了实验系统,用实验数据验证指标的可行性,最后对实验过程各影响量进行测量结果不确定度分析。结果表明,本文所用实验系统符合计量检定规程的要求,实验数据可靠,可行性强,为直流电能表的生产和改进提供了依据。

关键词：电动汽车充电站直流电能表电能计量不确定度分析

清洁能源与电动汽车充电站协调投资的低碳效益分析

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电工技术学报 2016年第19期31卷 163-171页

作者：卢志刚姜春光李学平赵号王荟敬河北省电力电子节能与传动控制重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004 国网冀北电力有限公司滦平县供电分公司承德068250

针对CO_2减排规划目标,引入低碳效益的概念,即使用全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量来评价不同减排技术的减排效率。以低碳效益最大化为目标建立风电、光伏电源和电动汽车充电站协调投资模型。采用改进的离散细菌群体趋药性算... 详细信息

针对CO_2减排规划目标,引入低碳效益的概念,即使用全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量来评价不同减排技术的减排效率。以低碳效益最大化为目标建立风电、光伏电源和电动汽车充电站协调投资模型。采用改进的离散细菌群体趋药性算法进行求解,通过对实例的计算分析得到符合减排要求的投资规划方案。最后对比以CO_2减排量最大为目标函数的投资策略,证明所提模型和优化算法的正确性和有效性。

关键词：低碳效益风电光伏电源电动汽车充电站协调投资模型

含分布式电源及电动汽车充电站的配电网多目标规划研究

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电网技术 2015年第2期39卷 450-456页

作者：刘柏良黄学良李军钱欣程骏东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 南京工程学院电力工程学院江苏省南京市211167 江苏省电力公司南京供电公司江苏省南京市210019

电动汽车充电站的定容选址问题对配电网络和交通网络都会产生影响,所以在分布式电源规划时应同时考虑。文章建立了路径选择模型与交通满意度评价模型,并研究了分布式电源的时序特性与互补性。考虑分布式电源同时为配电网负荷和充电站供... 详细信息

电动汽车充电站的定容选址问题对配电网络和交通网络都会产生影响,所以在分布式电源规划时应同时考虑。文章建立了路径选择模型与交通满意度评价模型,并研究了分布式电源的时序特性与互补性。考虑分布式电源同时为配电网负荷和充电站供电,建立了总成本最小、网络损耗最小和交通满意度最高的电动汽车充电站与分布式电源定容选址模型。并采用新的多目标自由搜索算法对上述模型进行求解,得到Pareto解集。最后以IEEE33节点配电网为例进行仿真计算,并采用交互式模糊决策对结果进行分析。结果表明,上述方法能得到合理的分布式电源与电动汽车充电站接入位置及其容量配置方案,所提模型和算法是可行且有效的。

关键词：电动汽车充电站分布式电源多目标自由搜索算法选址定容