本書主要分為8章, 內容包括車樁網協同互動技術概述、車樁網數據清洗技術、車樁網數據建模技術、車樁網多源數據融合的充電需預測技術、車樁網協同的充電設施規(guī)劃技術、車樁網協同的電網優(yōu)化調控技術、車樁網協同的快充站運營技術、車樁網協同互動示范工程。
前言
近年來,電動汽車以其節(jié)能、減排、低碳、環(huán)保的巨大優(yōu)勢,成為汽車發(fā)展的新趨勢。預計到2030 年,我國電動汽車保有量將超過8000萬輛,一方面,電動汽車出行過程中消耗電池中的電能,出行結束后需要借助充電樁接入電網充電,而通過改變不同站點的充電價格,可以引導電動汽車用戶前往不同的站點充電,電動汽車成為電網的移動負荷;另一方面,電動汽車在接入電網過程中能夠改變充電功率甚至向電網反饋電能,成為支撐電網運行的可調節(jié)資源?梢姡妱悠嚨陌l(fā)展將會給電網的穩(wěn)定運行帶來深刻影響。
充電基礎設施是電動汽車產業(yè)健康快速發(fā)展的基礎和保障,經過十多年的建設與推廣,我國已建成全球充電設備數量最多、覆蓋面積最大、服務車型最全的充電設施網絡。截至2023 年6 月,我國已建設公共充電樁214.9 萬臺,其中直流充電樁90.8 萬臺、交流充電樁124.0 萬臺,從2022 年7 月到2023 年6 月,月均新增公共充電樁約5.2 萬臺。但相比未來電動汽車快速增長的趨勢而言,電動汽車用戶仍存在充電里程焦慮的問題,充電基礎設施仍存在布局不夠完善、結構不夠合理、利用不夠均衡、運營不夠高效等問題,電網則逐漸暴露出局部區(qū)域配電網電能質量差、承載力不足的問題。
因此,為更好地支撐電動汽車產業(yè)的高速發(fā)展,需要未雨綢繆,開展電動汽車、充電樁、電網的多方統(tǒng)籌規(guī)劃與運營管理,進一步構建高質量的充電基礎設施體系,促進電動汽車消費和制造業(yè)發(fā)展,助力實現碳達峰碳中和目標。
本書從規(guī)模化電動汽車、充電基礎設施、配電網統(tǒng)籌發(fā)展、協同運營的發(fā)展要求入手,從車樁網協同互動的規(guī)劃方法、協調管控技術、高效運營策略、工程實踐案例等方面展開,全面介紹了車樁網協同互動的關鍵技術及應用。第1 章介紹了車樁網協同互動的基本概念、發(fā)展歷史與典型應用場景,第2 章介紹了車樁網多源數據融合下的充電行為溯因分析與充電需求預測方法,第3 章介紹了車樁網協同建模與規(guī)劃方法,第4 章介紹了面向車樁網數據采集的數據分類、數據融合、數據清洗、異常數據檢測與修正技術,第5 章介紹了車樁網數據建模方法,第6 章介紹了車樁網協同的電網優(yōu)化調控技術,第7 章介紹了車樁網協同的城市公共快充站運營技術,第8 章介紹了國內外車樁網協同互動的示范應用案例及成效。
本書內容是編者團隊以及國網江蘇省電力有限公司在車樁網協同互動領域多年來科研成果的總結,本書在編寫過程中,得到國家重點研發(fā)計劃項目“高效協同充換電關鍵技術及裝備”(2021YFB2501600)的大力支持,在此深表謝意。同時,也要感謝江蘇省電機工程學會、江蘇省動力及儲能電池標準化技術委員會的大力支持,感謝江蘇省電力試驗研究院有限公司的出版資助。
希望通過本書,使廣大讀者對車樁網協同互動涉及的數據處理、預測規(guī)劃、運營管控與工程實踐有全面的了解,并期待得到同行的寶貴建議和意見,為下一步深化推廣應用車樁網協同互動技術提供有益的幫助,共同推進我國電動汽車產業(yè)的高速發(fā)展。
由于編寫時間倉促,編者水平有限,書中難免有疏漏和不足之處,懇請讀者批評指正。
編者
2023 年7 月
目錄
前言
第 1章 車樁網協同互動技術概述 1
1.1 基本概念與發(fā)展歷史 1
1.2 典型應用場景 7
1.3 本章小結 9
第2 章車樁網多源數據融合的充電需求預測
技術 10
2.1 多源數據融合特征辨識與提取 10
2.2 充電行為溯因分析 28
2.3 充電需求預測方法 32
2.4 本章小結 46
第 3章 車樁網協同的充電設施規(guī)劃技術 47
3.1 車樁網協同建模方法 48
3.2 充電設施協同規(guī)劃方法 56
3.3 充電設施多階段規(guī)劃方法 68
3.4 本章小結 81
第 4章 車樁網數據清洗技術 83
4.1 車樁網數據分類 83
4.2 數據清洗技術 89
4.3 異常數據檢測與修正技術 92
4.4 多源數據融合技術 97
4.5 本章小結 98
第 5章 車樁網數據建模技術 99
5.1 數據模型概念 99
5.2 數據建模技術 102
5.3 車樁網協同運行數據建模 109
5.4 本章小結 116
第 6章 車樁網協同的電網優(yōu)化調控技術 117
6.1 新型配電系統(tǒng) 118
6.2 電動汽車協同調度方法 123
6.3 廣義儲能協同調度方法 139
6.4 本章小結 151
第 7章 車樁網協同的城市公共快充站運營技術 153
7.1 城市公共快充站運營框架 153
7.2 交通出行鏈仿真模型 154
7.3 快充站運營價格優(yōu)化模型 159
7.4 實證分析 165
7.5 本章小結 175
第 8章 車樁網協同互動示范工程 176
8.1 國外車樁網協同互動示范應用 176
8.2 國內車樁網協同互動示范應用 187
8.3 本章小結 201