电动汽车充放电模式及策略优化 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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饶娆，张兴平 著

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• 电动汽车
• 充放电
• 能量管理
• 优化算法
• 电池技术
• 智能电网
• 车辆工程
• 电源技术
• 控制策略
• 新能源汽车

出版社： 中国经济出版社

ISBN：9787513648561

版次：1

商品编码：12265989

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：210

字数：179000

编辑推荐

适读人群 ：对电动汽车行业发展感兴趣的广大读者

　　《电动汽车充放电模式及策略优化》通过数据调研、模型构建、软件测算、结果归纳获得了针对电动汽车充换电行为、充换电优化策略、利益链利益*大化及利益链均衡等相关内容的宝贵成果。希望本书的研究方法及测算结果能成为与志同道合的学者们进行学术交流的契机，本书所得结论能为政府部门制定电动汽车发展政策提供些许参考。

内容简介

　　电动汽车由于其节能减排效益成为了未来交通端的重要转型方向。电动汽车的充电行为主要受用户主导，每一辆电动汽车接入电网都会形成随机的用电负荷，由于我国电源结构以燃煤为主，随机的充电行为会造成交通端降低的碳排放转移到发电端，从而使电动汽车发展的节能减排初衷失去意义。基于此，发展电动汽车需着重研究电动汽车的充电行为。此外，电动汽车充电过程中涉及到多个利益主体，包括发电端、电网端、基础设施运营商及电动汽车用户。为了使用户优化充电行为，必须从利益链的角度协调各方利益，从而形成外界激励对用户的充电行为进行引导。基于不同电动汽车充电模式，通过深入挖掘获得电动汽车充放电优化策略及形成保障有序充放电的利益链协调机制。研究数据均是通过实际调研获得，收集了多个城市电动出租车实际运营数据，考虑到数据特征，主要针对电动出租车的充电行为及充放电优化策略展开研究。

作者简介

　　饶娆 管理学博士，博士期间主要从事电动汽车充电策略优化领域的研究，在Applied Energy和Emerging Markets Finance and Trade等期刊发表学术论文6篇。现就职于电力规划设计总院，从事电力技术经济领域的研究和规划工作。

目录

目录

摘要 I

第1章绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 我国发展电动汽车的必要性 1

1.1.2 我国电动汽车发展现状 3

1.1.3 研究意义 4

1.2 国内外研究动态 5

1.2.1 电动汽车充放电对电力系统影响 5

1.2.2 电动汽车有序充放电模式 6

1.2.3 电动汽车与清洁能源协同优化 8

1.2.4 电动汽车充放电电价机制 11

1.2.5 电动汽车充放电运营模式 12

1.2.6 电动汽车利益主体协调优化 13

1.3 主要内容和创新点 14

1.3.1 主要内容 14

1.3.2 创新点 17

第2章电动汽车充电行为及规律拟合模型 19

2.1 电动汽车充电行为拟合思路 19

2.1.1 充电行为数据获取路径 19

2.1.2 充电规律模型构建思路 20

2.2 电动汽车充电行为分析 22

2.2.1 原始数据处理 22

2.2.2 单因素分析 25

2.2.3 多因素综合分析 27

2.3 电动汽车充电一般规律模型及校验 30

2.3.1 充电起始时间概率分布模型 30

2.3.2 充电历时概率分布模型 36

2.3.3 充电行为拟合模型校验 38

2.4 本章小结 40

第3章电动汽车充电需求及效益分析模型 42

3.1 电动汽车充电需求分析模型 43

3.2 电动汽车充电效益分析模型 45

3.2.1 电网运行效益分析模型 45

3.2.2 碳减排效益分析模型 45

3.3 电动汽车充电效益实例分析 46

3.3.1 基础数据 46

3.3.2 电网运行效益分析结果 47

3.3.3 碳减排效益分析结果 53

3.4 本章小结 54

第4章直充模式下电动汽车充电优化及效益分析 56

4.1 充电优化路线 56

4.2考虑不同利益群体的充电优化模型 56

4.2.1 电网视角下充电优化模型 56

4.2.2 运营商视角下充电优化模型 61

4.2.3 用户视角下充电优化模型 63

4.3 不同充电策略对发电方的影响分析 64

4.3.1 不同充电策略对比 64

4.3.2发电侧节能发电调度优化模型 65

4.3.3 案例分析 68

4.4 本章小结 70

第5章换电模式下电动汽车充放电优化及效益分析 72

5.1 换电模式概况 72

5.2 换电模式下充电负荷优化思路 73

5.2.1 换电模式下充电负荷分布 73

5.2.2 有序换电模式构建 74

5.3 有序换电模式对电网端效益分析模型 76

5.3.1 电网运行效益分析指标 76

5.3.2 案例分析 76

5.4 有序换电模式对发电端效益分析模型 78

5.4.1 发电侧经济调度模型 78

5.4.2 案例分析 80

5.5 本章小结 88

第6章基于需求端的换电模式运营经济性分析模型 90

6.1 直充模式与换电模式对比分析 90

6.1.1 换电模式竞争优势分析 90

6.1.2 换电模式发展瓶颈分析 91

6.2 运营商经济性分析模型 91

6.2.1 换电服务潜在运营模式 91

6.2.2 运营商投资成本分析模型 92

6.2.3 运营商边际收益分析模型 94

6.3 用户经济性分析模型 95

6.3.1 用户充电费用分析模型 95

6.3.2 用户边际成本分析模型 98

6.4 实例分析 98

6.4.1 基础数据 98

6.4.2 运营模式利益对比结果 100

6.4.3 影响因素敏感性分析 101

6.5 本章小结 105

第7章促进有序充放电的利益链协调研究 108

7.1 概述 108

7.1.1 利益链联结框架 108

7.1.2 利益方角色定位 109

7.1.3 协调优化路线 110

7.2 直充模式下各参与方利益优化模型 111

7.2.1 发电方利益优化模型 111

7.2.2 电网方利益优化模型 112

7.2.3 用户端利益优化模型 114

7.2.4 案例分析 115

7.3 换电模式下各参与方利益优化模型 119

7.3.1 电网方利益优化模型 120

7.3.2 充换电运营商利益优化模型 120

7.3.3 用户端利益优化模型 121

7.3.4 案例分析 122

7.4 本章小结 126

第8章研究成果与结论 128

参考文献 131

前言/序言

电池储能系统在电网中的应用与发展 书籍简介 本书深入探讨了现代电力系统中电池储能技术（Battery Energy Storage Systems, BESS）的广泛应用、关键技术挑战及其未来发展趋势。随着可再生能源并网规模的不断扩大和电力系统对灵活性的需求日益增加，高效、可靠的储能技术已成为构建稳定、智能电网的核心要素之一。 第一部分：储能技术基础与系统架构 本部分首先系统介绍了各类主流储能技术的工作原理、优缺点及适用场景，重点聚焦于电化学储能，特别是锂离子电池在电网级应用中的特性。 1.1 储能技术概览 详细比较了机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能）、电磁储能（如飞轮、超导磁能）、电化学储能（锂离子、液流电池、钠硫电池）和热储能等多种技术路径。分析了它们在能量密度、功率密度、响应速度、循环寿命和经济性等关键指标上的表现差异，为系统设计者提供了全面的技术选型参考。 1.2 锂离子电池在电网中的特性与挑战 深入剖析了用于电网储能的锂离子电池（NMC、LFP等）的电化学行为、热力学特性和老化机理。着重阐述了影响其长期可靠性的关键因素，如深度充放电循环、温度漂移和荷电状态（State of Charge, SOC）管理。讨论了如何通过材料科学和电池包设计来提升能量和功率性能，并应对短路、热失控等安全风险。 1.3 电池储能系统的集成架构 详细介绍了电网级BESS的典型系统架构，包括电池模块层、电池管理系统（BMS）、功率转换系统（PCS）和能源管理系统（EMS）。重点分析了双向变流器（PCS）的设计要求，如谐波抑制、电网并网保护、以及与电网同步的控制策略。阐述了系统集成中，如何通过合理的物理布局和电气连接来优化系统的效率和维护性。 第二部分：电网级储能系统的关键运行模式与功能 本部分聚焦于BESS在现代电力系统中实际执行的多种功能，这些功能是支撑电网可靠运行和优化运行的关键所在。 2.1 调峰与削峰填谷（Peak Shaving and Load Shifting） 阐述了储能系统如何通过在低电价时段充电、在高电价时段放电，从而实现经济效益最大化，并减轻高峰负荷压力。分析了基于市场信号和历史负荷预测的优化调度模型，包括确定最优充放电窗口和容量分配。 2.2 频率和电压支撑（Frequency and Voltage Support） 这是储能系统最核心的辅助服务功能。详细讲解了惯量支撑、一次调频（Primary Frequency Response, PFR）和二次调频（Secondary Frequency Response, SFR）的控制原理。探讨了储能系统如何利用其毫秒级的响应速度，快速注入或吸收无功功率，有效抑制电网频率和电压的瞬态波动，提升系统稳定性。 2.3 可再生能源并网的平滑与弃风弃光抑制 分析了风能和太阳能的间歇性对电网的影响。阐述了储能系统如何作为缓冲器，对波动性电源的出力进行时间上的平滑处理，确保接入电网的功率输出曲线满足电网调度的要求。讨论了如何通过实时预测和储能容量分配，最大限度地消纳清洁能源，减少弃风弃光。 2.4 电网可靠性与黑启动能力 探讨了储能系统在电网发生严重故障（如大面积停电）时，提供备用电源和快速恢复电网运行的能力。详细介绍了如何利用BESS的直流特性，实现对特定区域的“孤岛运行”（Islanded Operation），并在外部电网恢复后安全地实现再同步（Re-synchronization）和黑启动（Black Start）流程。 第三部分：能源管理系统（EMS）与智能优化 成功的储能系统运营高度依赖于先进的能源管理与优化控制策略。 3.1 先进的电池管理系统（BMS） 深入研究了BMS在提升电池安全性和寿命中的作用。内容涵盖了高精度的荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）和剩余寿命（RUL）的估计算法，如基于扩展卡尔曼滤波（EKF）和神经网络的方法。重点讨论了均衡技术（主动与被动均衡）如何确保模组内电池单元的一致性，从而最大化系统可用容量。 3.2 储能系统的优化调度模型 介绍了用于指导储能系统运行的数学规划模型，包括线性规划（LP）、混合整数线性规划（MILP）以及考虑不确定性的随机优化模型。这些模型用于确定在多目标（如利润最大化、成本最小化、服务质量保障）下的最优充放电决策。分析了不同时间尺度（日前、实时）的调度需求和相应的算法实现。 3.3 储能与柔性负荷、分布式电源的协同控制 随着微电网和虚拟电厂（VPP）概念的兴起，储能系统需要与其他分布式资源（如分布式光伏、电动汽车充电站）进行协同控制。本章探讨了如何通过集中式或分层控制结构，实现多能流的耦合优化，提升区域能源系统的整体效率和自给率。 第四部分：储能技术的经济性分析与未来展望 本部分从商业和技术前沿角度，评估了储能项目的投资回报和社会经济效益，并展望了未来技术发展方向。 4.1 储能项目的全生命周期经济性评估 详细分析了储能项目投资的成本构成，包括初始CAPEX（电池、PCS、土建）和运营OPEX（维护、衰减成本）。介绍了收益分析方法，包括容量市场收入、辅助服务收入和能源套利收入的测算。通过实例分析，评估了不同电价结构和政策支持下储能项目的财务可行性。 4.2 标准化、政策与法规环境 梳理了国际和国内在电网级储能并网运行、安全规范和市场准入方面的最新标准与政策导向。讨论了技术标准（如IEC 62619, UL 9540）对系统设计和测试认证的影响，以及有效政策激励机制（如固定上网电价、绩效补贴）对市场培育的关键作用。 4.3 前沿技术与系统集成趋势 展望了下一代储能技术，例如固态电池、钠离子电池在电网中的潜在应用。同时，深入探讨了储能与数字化技术的融合，包括利用人工智能和大数据进行预测性维护、状态评估和故障诊断。最后，讨论了储能系统在实现电网“碳中和”目标中的战略地位及其对电力系统重构的深刻影响。

评分☆☆☆☆☆

《电动汽车充放电模式及策略优化》这个书名，本身就散发出一种专业而又极具吸引力的气息。作为一名对新能源技术有浓厚兴趣的读者，我对这个领域总是充满了探索欲。 我尤其关注的是“策略优化”这部分，这似乎预示着本书不仅仅是对现有充放电模式的罗列和介绍，而是会深入探讨如何通过更智能、更高效的方式来管理电动汽车的能源流动。我想了解，书中是否会涉及到一些复杂的算法，比如机器学习或者人工智能，来预测用户的使用需求，分析电网的负荷情况，从而为每一辆电动汽车量身定制最适合的充放电计划。 此外，我希望书中能够解答一些关于电池健康和寿命的疑问。例如，频繁使用快充是否会对电池造成永久性损害？有哪些充电模式或策略能够最大程度地延长电池的使用寿命？这些都是我们在日常使用电动汽车时非常关心的问题，如果本书能够提供科学的解答和实用的建议，那将具有非常高的参考价值。我非常期待这本书能为我打开一扇了解电动汽车能源管理新视界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就让人眼前一亮，《电动汽车充放电模式及策略优化》。我一直对电动汽车领域的发展非常关注，尤其是充放电这个关键环节，它直接关系到电池的寿命、电网的稳定以及用户的便利性。虽然我还没有来得及深入阅读这本书，但仅仅从书名来看，我就能想象到其中蕴含着大量前沿的理论知识和实用的技术细节。 我特别好奇作者将如何深入浅出地解析各种充放电模式，比如涓流充电、快充、慢充，以及它们各自的优缺点，又在什么场景下最适合应用。更让我期待的是，书中是否会涉及到智能充电、V2G（Vehicle-to-Grid）等更高级的概念。V2G技术允许电动汽车不仅从电网获取电力，还能在需要时将电回馈给电网，这对于缓解电网峰谷负荷、提高可再生能源利用率具有革命性的意义。作者在策略优化方面，是否会运用到机器学习、深度学习等先进算法，来动态调整充放电策略，以达到最优化的效果？这些都是我非常感兴趣的问题，也期待这本书能给我带来启发和答案。

评分☆☆☆☆☆

《电动汽车充放电模式及策略优化》这个书名，在我看来，点出了一个极其重要的技术方向。现如今，电动汽车的普及速度是惊人的，但随之而来的充电基础设施建设和电网承载能力的问题也日益凸显。我个人一直认为，解决这些问题，关键就在于“充放电模式”的科学设计和“策略优化”。 这本书如果能系统地梳理市面上已经存在的各种充放电模式，并且对它们进行细致的分类、对比和分析，那将非常有价值。例如，不同类型的电池（比如三元锂、磷酸铁锂）在充放电时的特性差异，以及这些差异如何影响最佳的充电曲线。同时，我希望书中能深入探讨“策略优化”的内涵，这不仅仅是简单的“什么时候充电”的问题，而是涉及到如何考虑电价波动、用户出行习惯、电池健康状态、电网负荷等多种因素，通过精密的算法和控制逻辑，实现能源的最有效利用。 我尤其关注书中是否会提及一些实际的应用案例或者模拟场景，通过这些来展示优化后的充放电策略所带来的具体效益，比如降低用户充电成本、延长电池使用寿命，甚至对电网整体运行的积极影响。如果这本书能提供一套可行的、可推广的优化框架，那将是电动汽车行业的一大福音。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅《电动汽车充放电模式及策略优化》的书名，我脑海中立刻浮现出许多与我日常生活息息相关的场景。每天早上醒来，我都要考虑给我的电动汽车充多久的电，才能满足我一天的通勤需求，同时又不能让电费账单显得过于惊人。这本书的书名，恰恰触及了这个问题的核心。 我特别好奇，书中是如何来“优化”这些充放电策略的。是仅仅依靠经验性的建议，还是会引入更科学、更数学化的方法？比如，它会不会介绍一些关于电池“健康度”的概念，以及如何通过特定的充电模式来最大限度地延长电池的实际使用寿命，而不是仅仅追求最快的充电速度？ 此外，随着智能家居和物联网技术的发展，我预感这本书可能会探讨电动汽车与智能电网的深度融合。这是否意味着，未来的充电不再是简单地插上插头，而是可以与家庭的能源管理系统、甚至整个城市的电网进行互动？这本书会不会为我揭示这些令人兴奋的可能性，并且提供一些实际的操作思路，让我能够更好地理解和利用电动汽车的能源属性，而不只是将其视为一个简单的交通工具？

评分☆☆☆☆☆

《电动汽车充放电模式及策略优化》这个书名，让我感觉它直击了当前电动汽车技术发展中的一个关键痛点。作为一名对科技发展充满好奇的普通读者，我越来越感受到电动汽车的便利，但同时也对充电这个环节的“学问”感到有些陌生。 我猜测，这本书一定会对市面上各种各样的充电方式进行详细的介绍和分析。从最基础的交流慢充，到我们日常生活中常见的直流快充，再到可能存在的超级快充，它们各自的原理、效率、对电池的影响，应该都会被一一剖析。而且，“策略优化”这个词，让我觉得这本书不仅仅是停留在理论层面，更重要的是它会提供一些实用的方法和指导。 我想知道，作者会如何帮助我们理解，在不同的时间、不同的电价环境下，选择什么样的充电模式才最经济、最有效？是否会涉及到一些关于“削峰填谷”的讨论，让电动汽车在夜间电价低谷时充电，甚至在某些情况下还能“反哺”电网？我对这些能够提升能源利用效率、降低用户成本的“优化”方法，抱有极大的兴趣，并期待书中能够有清晰的解答。