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电动汽车驱动
★ 5.0
一种用于光伏集成G2V/V2G系统中电力管理的鲁棒多目标优化策略
A Robust Multiobjective Optimization Strategy for Power Management in a PV-Integrated G2V/V2G System
| 作者 | Masoud Ahmadigorji · Majid Mehrasa · Antoine Labonne · Ahmad Hably · Seddik Bacha |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industrial Informatics |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 插电式电动汽车 光伏系统 信息间隙决策理论 NSGA-II算法 鲁棒充电策略 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种基于成本的插电式电动汽车(PEV)鲁棒充电方案,该方案与光伏(PV)系统进行了有益的协同。所提出的模型考虑了负荷/光伏功率和电价的不确定性。为了应对不确定资源的变化特性并实现鲁棒的充电策略,采用了信息间隙决策理论(IGDT)。由于所构建的基于IGDT的充电模型本质上是一个多目标优化问题,因此使用了非支配排序遗传算法2型(NSGA - II)来生成帕累托最优解。为了获得最佳折衷解,引入了一种基于模糊的选择方法。此外,为了为与所提出模型的不确定资源相关的鲁棒区域(RTs)阐明更有效的约束条件,讨论了基于确定性和非确定性运行成本的评估。为了验证所提出的鲁棒充电策略,使用OPAL - RT 5700开发了一个功率硬件在环实验装置。此外,通过与单目标粒子群优化算法、多目标粒子群优化算法和GUROBI求解器进行比较,验证了NSGA - II在鲁棒性和收敛效率方面的有效性。
English Abstract
This article presents a cost-based robust charging scheme for plug-in electric vehicle (PEV) integrated with the beneficial collaboration of photovoltaic (PV) system. The uncertainty of load/PV power and electricity price is incorporated into the proposed model. To handle the altering feature of the uncertainty resources and achieve a robust charging strategy, the information gap decision theory (IGDT) is utilized. Since the formulated IGDT-based charging model is inherently a multiobjective optimization problem, the nondominated sorting genetic algorithm type 2 (NSGA-II) is used to create the Pareto optimal solutions. To attain the best compromise solution, a fuzzy-oriented selection method is introduced. Moreover, to elucidate more effective constraints for the robust territories (RTs) associated with the uncertainty resources of the proposed model, an evaluation based on the deterministic and nondeterministic operation costs is discussed. To validate the proposed robust charging strategy, a power hardware-in-the-loop experimental setup is developed using OPAL-RT 5700. Furthermore, the effectiveness of the NSGA-II in terms of both robustness and convergence efficiency is validated through comparison with single-objective particle swarm optimization, multiobjective particle swarm optimization and GUROBI solver.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项研究为我们在光储充一体化解决方案领域提供了重要的技术参考价值。该论文提出的PV-G2V/V2G鲁棒优化策略,与我们当前推进的"光伏+储能+充电桩"多能互补系统高度契合,特别是在智能能量管理层面具有显著的应用潜力。
技术价值方面,论文采用信息间隙决策理论(IGDT)处理光伏出力、负荷需求和电价的不确定性,这为我们的智能逆变器和储能系统控制策略优化提供了新思路。当前我们的iSolarCloud平台已具备基础的能量管理功能,但在应对多重不确定性的鲁棒性方面仍有提升空间。该研究基于NSGA-II算法的多目标优化方法,可以帮助我们在成本最优与系统稳定性之间找到更好的平衡点,这对于提升用户侧储能系统的经济性至关重要。
从应用成熟度看,论文通过OPAL-RT硬件在环实验验证了策略的可行性,表明技术已具备工程化基础。对于阳光电源而言,该技术可集成到我们的PowerTitan储能系统和充电桩产品中,特别适用于工商业园区、充电站等场景。
技术挑战主要体现在:一是多目标优化算法的实时计算能力要求较高,需要评估现有控制器的算力支持;二是V2G双向充电涉及电网互动和车辆电池管理,需要与主机厂和电网公司深度协同。但这同时也是市场机遇——随着新能源汽车渗透率提升,车网互动技术将成为我们拓展综合能源服务的重要抓手,有助于构建更完整的新能源生态系统。