科创中国
电动汽车充电导航及分布式控制
发布时间: 2023-03-29
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
发明专利
行业领域：
新能源及节能技术
成果介绍
面向已接入充电的车辆，本项目提出一种对集群内多辆电动汽车充电行为进行分布式优化的方法，属于电力系统运行和控制技术领域。该方法采用停车场或者小区侧的控制器作为优化计算中的协调器，为各个汽车上的子控制器提供协调信息，子控制器根据这些协调信息优化自身的充电功率曲线，并将信息反馈回协调器；如此进行迭代计算：首先由各汽车的子控制器初始化一个满足自身充电要求的初始曲线，作为迭代的开始步骤；每一步迭代过后，协调器将会得到各个电动汽车改进后的充电功率，等迭代收敛得到的各个电动汽车的充电功率下发给子控制器。本方法所得到的充电方案将实现对理想曲线的最优逼近。该成果既适应汽车的物理分布特性，同时又有较高的计算效率。
面向未接入充电的车辆，本项目提出了一种基于智能交通系统的电动汽车充电路径规划方法，综合考虑了交通状况和电网状态。该方法基于智能交通系统实现，包含四个模块：电力系统控制中心、智能交通中心、充电站和电动汽车终端。电力系统控制中心根据电网数据计算可用充电容量和充电站充电容量，并将结果传输至充电站。充电站确定其充电计划，估计未来电动汽车的可用充电功率，并将这些数据传输至智能交通中心。
成果亮点
面向已接入充电的车辆，本成果通过集群代理(算法中作为协调器)和各辆电动汽车(算法中作为子控制器)之间进行有限的信息交互，既可使集群内的电动汽车的充电功率实现对理想曲线的最优追踪，又避免了分散优化中由于缺乏全局信息导致的发散问题。在所提方法中，协调器无需获取各电动汽车具体的约束形式和相关数据信息，可减少协调器级的数据存储、处理难度。
面向未接入充电的车辆，本项目通过总充电时间信号的集成，有效降低了驾驶员的时间成本。同时，导航信号反映了交通网与电力网的拥塞信息，有效实现了电力-交通融合网络的协同优化。同时，导航系统的模块化设计减少了数据传输，在降低成本的同时，保护了驾驶员的隐私：驾驶员可以自行选择使用哪个充电站，并且无需向智能交通系统发送任何数据。仿真结果表明了该方法在电力系统不同工况和交通条件下的可行性。
团队介绍
团队在电动汽车接入的城市电网调度技术方面，已经开展了近十年的产学研用联合攻关。团队目前包括清华大学郭庆来教授与多名博士后、硕博研究生，主要研究方向有：
1）计及碳排放的输网侧风电-电动汽车协同调度；
2）基于实时交通信息的快速充电导航系统；
3）基于GPS数据的EV充电行为分析；
4）基于价格调控信号的电动营运车辆区域再分配；
5）多时空尺度电力-交通耦合网络均衡分析及分布式求解；
6）电力-交通耦合网络潜在风险评估与控制；
7）考虑潜在竞争对手的电动汽车充电站部署等，在Renewable and Sustainable Energy Reviews、IEEE Transactions on Smart Grid、IET Generation, Transmission & Distribution等高水平期刊发表多篇论文。
成果资料
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