关键词：电动汽车;;有序充电;;电池衰退成本模型;;人工鱼群算法;;排队理论
摘 要：从电动汽车用户的角度考虑充放电策略,可以使用户的利益和需求得到保证,且响应率也会提高。在满足用户需求和利益的基础上,再考虑对电网的优化,会得到更好的效果。电动汽车与传统燃油汽车相比在能量储存和补给的方式上有很大不同,这也使得电动汽车具有一些值得人们关注的特点。首先电动汽车充电时间相对较长,有不同的充电方式;其次电动汽车的能量存储装置即动力电池价格较高,占电动汽车整车成本的很大比重,且动力电池寿命有限,其可用容量会随着电池的使用逐步减少,而不同的使用方式对电池寿命有很大影响;另外,电动汽车动力电池容量有限,续驶里程较短。因此,本文在电动汽车用户利益方面主要考虑动力电池成本、充电成本和用户充电的排队等待时间,且必须满足用户的出行需要,在满足用户利益和需求的条件下再对电网运行进行优化。本文主要围绕电动汽车用户的运行成本和使用需求进行充放电策略研究,主要包括以下几方面的内容:首先,将电动汽车的日常行驶路线分为常规路线和非常规路线两类。常规路线代表工作日的日常通勤、上下学等比较规律的路线;非常规路线表示一些比较随机的路线,如购物、出游等。然后对两类路线用户的需求和利益进行分析。其次,分析钻酸锂电池在不同电池荷电状态(StateofCharge,SOC)区间循环充放电的数据和电池成本,以SOC区间为变量建立了一个电池容量衰退成本模型,作为后文分析充电的电池损耗成本计算和制定充放电策略的基础;对于常规路线,根据充电分时电价和停车时间,选择充电费用最小的时间。在保证充电费用和电池损耗成本最小的条件下,再采用人工鱼群算法(ArtificialFishSwarmAlgorithm,AFSA)对电网负荷曲线进行优化。对于非常规路线,根据电池损耗损耗成本模型和用户行程需求设计充放电区间,根据排队理论模型对用户的充电排队模型进行改进,减少充电等待时间。另外,提出以电动汽车用户利益和需求为主的充电策略,在不同场景下降低电池容量降低的成本,充电电费成本和等待时间。基于实验数据建立以不同SOC使用区间为变量的电池容量衰退成本模型来估计电池损耗成本。仿真结果表明,适当的SOC区间规划可使电池衰退成本降低最高80%,在繁忙的区域,通过应用排队理论原理也可以减少了超过60%的平均充电等待时间。这些结果也有望提高有序充电策略的响应率。同时,本文提出的以电动汽车用户利益和需求为主的方法不会给电网造成负面影响,在被用户利益和需求限制的范围内,配电网负荷曲线通过人工鱼群算法规划电动汽车的充电时间仍有很大空间可以被优化。
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