电动汽车的大规模发展,已成为一种必然趋势。影响和制约电动汽车发展的因素主要为蓄电池的储能量、经济成本以及公用基础配套设施。电动汽车常用充电模式的选择有3种,常规充电、更换电池和快速充电,其中快速充电目前仅一种应急措施,用于对前2种模式的补充。选择不同的充电模式,将对充电经济成本、充电基础设施以及对电网产生不同的影响,故为确定各城市或地区适用的电动汽车发展运营模式,针对充电模式评价与选择,基于实践应用和理论优化两个层面对电动汽车的两种主流充电模式——插充模式和换电模式的社会效益、经济效益、技术性、安全和电网影响5个方面进行综合分析,提出相适应的指标评价方法,并用算例进行计算验证了评价体系的合理有效性。

电动汽车充换电站(battery charging and swapping station,BCSS)是中国电动汽车应用的重要基础设施之一,得到了广泛关注和示范推广。BCSS的成本收益模型对BCSS商业化推广是至关重要的,文中探讨了电动汽车BCSS的组成结构和运营模式,选择以电池租赁运营模式的BCSS为研究对象,考虑了其投资成本、运营和维护费用、人工薪酬等成本及充换电服务等收益,建立了基于净现值动态评价指标的电动汽车BCSS成本效益模型。最后以中国某大型电动汽车充换示范电站为实例,分析了该电站在全寿命周期内的成本收益模型,并进行了敏感性分析,得出了影响BCSS收益的关键因素依次为充换电服务价格、电池租赁费用、购电价格等。该模型及分析结果为电动汽车BCSS商业化运行提供了成本收益评估和决策依据。

研究了在电力市场环境下,如何通过市场机制来引导电动汽车充电负荷和可控负荷进行协调调度,以避免负荷尖峰和配电系统阻塞。首先,根据负荷用电灵活性,选取温度控制型的居民用电负荷作为可控负荷,并考虑了具备电动汽车入网(V2G)功能的电动汽车充放电负荷的灵活性;根据可控负荷的热力学特性和电动汽车的充放电特性,分别建立这两类负荷的需求模型。之后,根据可控负荷代理和电动汽车代理的经济理性与需求侧负荷特性,代理商向配电系统调度机构上报下一交易日的初步负荷计划;配电系统调度机构对负荷计划进行校验,并采用最优潮流方法确定阻塞价格;各代理商则根据阻塞价格,在满足用户需求的前提下对可控负荷和电动汽车充放电负荷进行调整和协调。通过采用这样的机制,可控负荷和电动汽车负荷的用电计划会根据阻塞价格作出调整,从而减少阻塞时段的用电负荷,增加非阻塞时段的用电负荷,最终避免集中用电导致负荷尖峰和配电系统阻塞。对修改后的IEEE 33节点标准配电系统分析表明,所提出的阻塞管理策略可以在很大程度上缓解或解决配电系统可能出现的阻塞问题。