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内容大纲
本书围绕电动汽车产业发展过程中充电设施对其发挥的支撑性、制约性作用,介绍了电动私家车、电动出租车等不同车型充电设施的规划/重规划建模与优化求解方法,基于系统动力学、多智能体方法的充电设施离散系统仿真建模方法,以及面向居民区、商业区等不同应用场景的多种有序充放电策略。最后,本书还对车网互动(V2G)技术方向进行了简要评述。
本书可供关注电动汽车充电设施技术与产业发展的广大研究人员和技术人员阅读和参考,也可作为高等院校电气工程相关专业的教学参考书。 -
作者介绍
师瑞峰,华北电力大学教授、博士生导师。现为IEEE、CCF、CESS高级会员,中国公路学会交能融合工作委员会常务委员;WTC交通能源融合交叉学部委员;中国系统仿真学会离散系统仿真专委。国家重点研发计划“交通基础设施”重点专项专家组成员,“轨道交通装备基础技术科技创新规划”专家组成员;担任《中国公路学报》《交通运输工程学报》《GEITS》《交通信息与安全》等期刊交通能源融合特刊编辑与组稿专家。主持承担了10余项交通能源融合、电动汽车车网互动方向的国家重点研发计划、国家自然科学基金等课题。发表学术期刊论文90余篇,出版学术专著3部、译著1部。 -
目录
前言
第1章 绪论
1.1 电动汽车产业发展现状
1.1.1 电动汽车发展简史
1.1.2 国外电动汽车发展现状
1.1.3 国内电动汽车发展现状
1.2 电动汽车充电设施发展现状
1.2.1 电动汽车充电设施总体现状
1.2.2 国外电动汽车充电设施发展现状
1.2.3 国内电动汽车充电设施发展现状
1.3 电动汽车充电设施规划问题研究现状
1.3.1 电动汽车充电对电网的影响
1.3.2 电动汽车充电设施仿真建模
1.3.3 电动汽车充电设施规划的优化模型与求解方法
1.3.4 基于V2G架构的电动汽车充电设施与配电网协同优化
1.3.5 电动汽车充电设施规划指标设计
第1篇 电动汽车充电设施规划建模与优化
第2章 电动汽车充电设施规划建模与求解方法概述
2.1 电动汽车充放电设施规划模型
2.1.1 电动汽车充放电设施经济型模型分析
2.1.2 考虑充电距离的电动汽车充电站规划模型
2.1.3 考虑服务能力的电动汽车充电站规划模型
2.1.4 考虑充电需求的电动汽车充电站规划模型
2.1.5 考虑碳排放的电动汽车充电站规划模型
2.1.6 考虑电网安全性的电动汽车充电站规划模型
2.1.7 多目标电动汽车充电站规划模型
2.1.8 其他规划模型
2.2 电动汽车充放电设施规划模型的优化方法
2.2.1 求解电动汽车充电设施规划的遗传算法
2.2.2 求解电动汽车充电设施规划的粒子群优化算法
2.2.3 求解电动汽车充电设施规划的多目标优化算法
2.2.4 求解电动汽车充电设施规划的其他优化算法
第3章 电动汽车充放电设施规划原则与考虑因素
3.1 电动汽车充电设施规划的基本原则
3.2 影响充电站布局的因素
3.3 电动汽车充电负荷估算
3.3.1 常用充电方式
3.3.2 充换电设施
3.4 电动汽车行驶特性分析
3.5 电动汽车与充换电设施的模式匹配
3.6 电动汽车充换电负荷模型
3.6.1 估算模型假设
3.6.2 充换电负荷频率及比例模型
3.6.3 充换电负荷计算模型
3.7 本章小结
第4章 基于SPEA-Ⅱ算法的多目标电动汽车充电设施规划
4.1 理想充电站规划模型的基本假设
4.2 理想电动汽车充电设施的多目标规划模型
4.2.1 问题现状
4.2.2 优化目标
4.2.3 约束条件
4.3 求解理想充电站规划模型的SPEA-Ⅱ算法
4.3.1 SPEA-Ⅱ算法原理
4.3.2 基本算法流程
4.3.3 基于SPEA-Ⅱ算法的改进设计
4.4 算例分析
4.4.1 算例描述
4.4.2 模型参数设定
4.4.3 优化参数设定
4.4.4 结果分析
4.5 本章小结
第5章 基于SPEA-Ⅱ算法的多目标电动汽车充电设施重规划
5.1 研究现状
5.2 基于现有充电设施的电动汽车充电站重规划模型
5.3 基于SPEA-Ⅱ算法的电动汽车充电站二次选址规划求解
5.3.1 SPEA-Ⅱ算法流程
5.3.2 算法性能评价
5.4 算例分析
5.4.1 算例描述
5.4.2 算法参数设置
5.4.3 结果分析
5.5 本章小结
第6章 基于交通流模型的电动出租车充电设施规划
6.1 居民出行分布预测
6.2 出租车载客分布和载客目的地选择概率
6.3 出租车空驶分布
6.3.1 出租车空驶目的地选择概率
6.3.2 出租车空驶分布
6.4 小区载客率
6.5 出租车运营模型
6.5.1 模型假设
6.5.2 具体步骤
6.6 算例分析
6.6.1 算例描述
6.6.2 统计数据收集
6.6.3 参数设定
6.6.4 结果分析
6.7 本章小结
第7章 基于经济性的电动汽车充电站多级选址规划模型研究
7.1 基于经济性的电动汽车充电站多级选址规划模型
7.1.1 研究现状
7.1.2 模型假设
7.1.3 多级选址规划模型
7.2 求解基于经济性的电动汽车充电站多级选址规划模型的遗传算法设计
7.2.1 遗传算法简介
7.2.2 遗传算法基本流程
7.2.3 基于遗传算法的模型求解
7.3 算例分析
7.3.1 算例描述
7.3.2 求解与分析
7.4 本章小结
第2篇 电动汽车充电设施系统仿真建模
第8章 电动汽车充电设施的离散系统仿真建模
8.1 仿真建模方法的优势
8.2 离散系统仿真建模概述
8.3 常用仿真软件
8.4 基于AnyLogic平台的仿真建模
8.5 其他仿真建模
第9章 基于系统动力学的电动汽车充电设施仿真建模
9.1 系统动力学模型
9.1.1 系统动力学概述
9.1.2 Bass模型简介
9.2 基于AnyLogic行人库的电动汽车仿真环境
9.2.1 行人交通流仿真建模
9.2.2 社会效应仿真建模
9.2.3 工厂与运输仿真建模
9.3 电动汽车运行仿真设计
9.3.1 路网层、障碍层分析与构建
9.3.2 行动模块铺设
9.3.3 充电站设计
9.3.4 路径规划
9.3.5 电动汽车设置
9.4 基于行人库模型的电动汽车运行仿真分析
9.4.1 仿真环境与参数设置
9.4.2 仿真结果分析
9.4.3 优化改进思路
9.5 本章小结
第10章 基于多智能体的城市公共区域快速充电设施运营仿真建模
10.1 城市公共区域电动汽车运行模式分析
10.1.1 城市公共区域电动汽车种类
10.1.2 基于AnyLogic软件的智能体仿真模型
10.2 基于多智能体的电动汽车快速充电站运营仿真模型
10.2.1 电动汽车快充模式简介
10.2.2 快速充电站运营系统仿真框架及各模块功能设计
10.2.3 电动汽车运行系统仿真模型
10.2.4 碳减排运行系统仿真模型
10.3 仿真案例
10.3.1 问题描述
10.3.2 参数设定
10.3.3 仿真结果分析
10.3.4 分析与讨论
10.4 本章小结
第3篇 电动汽车有序充电优化调度
第11章 基于TOPSIS方法的居民区电动汽车有序充电策略
11.1 居民区电动汽车出行及充电规律分析
11.2 居民区慢充设施运营模型
11.2.1 慢充设施运行特点
11.2.2 模型功能设计
11.2.3 TOPSIS分析方法
11.3 电动汽车有序慢充管理策略
11.3.1 直接控制
11.3.2 间接控制
11.4 仿真案例
11.4.1 问题描述
11.4.2 实验方案设计
11.4.3 参数设定
11.4.4 仿真结果分析
11.5 本章小结
第12章 基于阶梯惩罚策略的商业区电动汽车有序充电策略
12.1 研究现状
12.1.1 基于价格信号的需求响应研究
12.1.2 基于激励机制的需求响应研究
12.2 基于经济惩罚的商业区有序充电管理场景介绍
12.3 商业区停车场车流分布模型
12.3.1 商业区交通流模型
12.3.2 用户停车概率模型
12.4 商业区停车惩罚模型
12.4.1 商业区用户停车意愿
12.4.2 电动汽车分时段惩罚模型
12.5 商业区有序充电优化模型
12.5.1 优化模型
12.5.2 PSO算法
12.6 算例仿真结果对比分析
12.6.1 问题描述
12.6.2 参数设置
12.6.3 实验方案设计
12.6.4 仿真结果分析
12.7 本章小结
第13章 考虑用户多样性的电动汽车有序充电优化策略
13.1 引言
13.2 各类型电动汽车负荷需求模型
13.2.1 起始充电时刻
13.2.2 日行驶里程
13.2.3 电池特性与充电时长模型
13.2.4 电动汽车充电意愿模型
13.2.5 各车型协同充电负荷计算
13.3 电动汽车充电站收益模型
13.3.1 集中式充电优化目标函数
13.3.2 约束条件
13.3.3 分散式充电优化目标函数
13.4 充电站收益模型算法流程
13.4.1 基于PSO的集中式控制策略
13.4.2 基于拉格朗日松弛法的分散式控制策略
13.5 算例分析
13.5.1 问题描述
13.5.2 模型参数设定
13.5.3 算法参数设定
13.5.4 实验设计
13.5.5 实验结果分析
13.6 本章小结
第14章 含可再生能源与电动汽车有序充电的可调节鲁棒优化控制
14.1 研究现状
14.2 鲁棒优化理论概述
14.2.1 最优化问题分类
14.2.2 鲁棒优化模型
14.2.3 可调节鲁棒优化模型
14.2.4 鲁棒对等式的转化
14.3 基于鲁棒优化的风电微网电动汽车有序充电策略
14.3.1 引言
14.3.2 电动汽车与风电不确定性建模
14.3.3 微网调度问题描述
14.3.4 鲁棒优化模型
14.3.5 鲁棒对等式与可调节鲁棒优化
14.3.6 算例仿真
14.3.7 本节小结
14.4 基于鲁棒优化的光伏微网电动汽车有序充电策略
14.4.1 光伏微网系统模型
14.4.2 光伏微网双层调度系统模型
14.4.3 算例分析
14.4.4 本节小结
第15章 V2G研究进展与展望
15.1 V2G对电网侧影响分析
15.1.1 V2G对电网调度的影响
15.1.2 V2G对电能质量的影响
15.1.3 V2G对电网稳定性研究
15.1.4 V2G对配电网经济成本研究
15.1.5 V2G对电网频率调节研究
15.2 V2G对用户侧影响分析
15.2.1 V2G对用户需求响应研究
15.2.2 V2G模式下用户经济性研究
15.3 V2G对储能系统影响分析
15.3.1 可再生能源消纳的电动汽车与储能系统研究
15.3.2 基于V2G模式的动力电池梯级利用研究
15.4 V2G对环境影响分析
附录 中英文对照表
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