电动汽车充电站

报告主要分为“传统配电网面临的挑战”、“现代配电网的关键技术”、“未来配电网的发展展望”三部分。总结提出：传统配电网面临的挑战主要包括不断提高供电可靠性；不断提高电能利用效率；不断提高电网资产利用率；主动应对大规模分布式电源接入；主动应对大量电动汽车充电站/桩接入等五大方面。现代配电网的关键技术主要包括现代配电网的优化规划技术；先进运行控制与管理技术；应对复杂性与不确定性技术。

随着电动汽车使用量增加，区域配电网在高渗透率电动汽车接入配电网后会出现节点电压越限问题。基于态势感知技术，提出区域配电网内无功补偿设备以及电动汽车充电站联合参与的电压调整策略，通过构建二级调压模式确保配电网的电压状态。首先，在态势觉察阶段收集电动汽车状态、电网运行状态以及电动汽车充电站状态等信息；其次在态势理解阶段利用态势觉察阶段收集到的信息进行高渗透率电动汽车接入电网后模拟构建综合成本最小目标函数；然后在态势预测阶段根据电动汽车充电需求、电动汽车充电站信息预测高渗透率电动汽车接入电网后配电网电压偏差，基于潮流断面建立全局电气距离矩阵对预测电压修正，确认电网预测电压偏差；最后在利导阶段引入配电网电压偏差指标确定配电网电压偏离程度同时考虑配电网调压方式，对于不同程度的电压偏差确定配电网二级调压控制策略。通过IEEE 30节点系统进行仿真分析，验证了所提方法能够有效解决高渗透率电动汽车接入电网后电网电压越限问题。

针对山地城市电动汽车充电站的规划需求，研究了山地城市道路特性，改进了充电负荷预测与充电站规划方法，主要包括：研究了山地城市道路空间特性，建立了电动汽车单车耗电模型；分析了山地城市单车耗电特性对充电负荷时空分布的影响，结合改进Floyd最短路径算法建立了群体充电负荷预测模型；考虑了充电负荷时空分布受充电站选址的影响，提出负荷预测与充电站规划迭代计算方法；以充电负荷时间维度波动更小与空间分布更均衡为目标，提出了新型山地城市充电站规划方法。通过遗传算法Matlab仿真求解表明，上述建模方法能够实现对山地城市充电站的更合理规划：一方面，显著降低电动汽车充电负荷波动；另一方面，使得各站充电负荷更加均衡。

交通运输产生的碳排放是城市碳排放的主要来源之一，而城市充电站规划中较少考虑交通碳排放因素。对此，提出了一种考虑低碳交通约束的电动汽车充电站优化配置方法。首先，基于充电站候选点划分区域碳排放测算网格，在此基础上考虑充电站位置、容量等因素的影响并建立网格化交通碳排放模型；然后，建立综合考虑碳排放量、交通能源结构、交通电力能源清洁度以及充电站使用率四个因素的低碳交通指标体系，量化分析充电站规划方案对交通碳排放的影响；之后，以低碳交通指标为约束条件，兼顾经济性和节能减排，建立考虑交通碳排放因素的双目标优化配置模型；最后，通过某地区案例对所提方法进行仿真验证，结果表明，考虑低碳交通约束的优化配置方法可以在不增加投资成本的同时有效降低城市各区域交通碳排放水平。

针对城市EV（电动汽车）充电站规划建设中投资高、效率低的问题，提出一种考虑用户动态充电需求不确定性的充电站选址定容优化模型。首先，基于出行链理论和OD（起讫点）矩阵研究EV出行特性，结合Dijkstra算法和蒙特卡洛法建立EV的充电负荷时空分布预测模型。其次，建立以充电站经营者年化成本、EV用户年化经济损失之和最小为目标的充电站选址定容模型，采用加权Voronoi图与自适应模拟退火粒子群优化算法求解，确定充电站的最优数量、位置及服务范围。最后，在定容模型中引入不确定情境集描述用户动态充电需求的不确定性，并采用鲁棒优化理论求解充电站容量。针对北方某市部分城区的EV充电站规划问题开展算例分析，验证了模型的有效性。

针对山地城市电动汽车充电站的规划需求，研究了山地城市道路特性，改进了充电负荷预测与充电站规划方法，主要包括：研究了山地城市道路空间特性，建立了电动汽车单车耗电模型；分析了山地城市单车耗电特性对充电负荷时空分布的影响，结合改进Floyd最短路径算法建立了群体充电负荷预测模型；考虑了充电负荷时空分布受充电站选址的影响，提出负荷预测与充电站规划迭代计算方法；以充电负荷时间维度波动更小与空间分布更均衡为目标，提出了新型山地城市充电站规划方法。通过遗传算法Matlab仿真求解表明，上述建模方法能够实现对山地城市充电站的更合理规划：一方面，显著降低电动汽车充电负荷波动；另一方面，使得各站充电负荷更加均衡。

在电动汽车持有量快速增长的背景下，电动汽车充电站的建设需求日益强烈。为了提高充电站运行经济性，文中提出接入共享储能的电动汽车充电站优化调度方法。首先，分析分布式储能和共享储能的运行模式，以充电站年投资成本和年运行成本最低为上层目标函数，以典型日运行成本最小为下层目标函数，构建考虑储能不同运行模式的电动汽车充电站双层优化调度模型。其次，对3个具有差异性的电动汽车充电站进行仿真，并将多个场景下的不同储能运行模式进行对比。然后，在此基础上，针对共享储能服务费以及电动汽车放电损耗进行灵敏度分析。最后，算例表明，共享储能的接入对降低电动汽车充电站规划和运行成本具有积极作用，合理的储能服务费定价和电动汽车放电损耗成本能减少充电站运行成本。