关键词：电动汽车;;有序充电;;分时电价;;遗传算法
摘 要：随着社会经济水平的发展,大气污染和能源危机日益加剧,电动汽车的推广对于缓解我国的能源危机以及推进我国的节能减排计划具有重要意义,推广电动汽车的使用成为世界各国的共识。然而大量电动汽车的随机充电行为,使系统负荷的不确定性显著增加,给电网的规划调度和稳定运行提出了更高的要求。因此,有必要加强对电动汽车充电负荷的规划与控制。家用汽车相较于其他类型车辆,具有更大的保有量,行驶特性具有很大的时空不确定性,更需要对其充电负荷进行规划与控制。而家用电动汽车具有日停滞时间长,特别是夜间利用率低,日平均行驶里程短的优势,适合电网公司利用分时电价政策对其充电行为进行引导,以实现对系统负荷的削峰填谷,提高电网公司的运营效益。因此,本文针对家用电动汽车的充电行为展开分析研究,制定关于家用电动汽车的有序充电策略。本文以家用电动汽车在住宅区域的充电行为为研究对象,首先对电动汽车的电池特性和充电方式进行分析,论证了分段充电模式的可行性与合理性。其次对电动汽车用户的出行规律进行研究分析、归纳总结,进而搭建起电动汽车的充电需求模型,采用蒙特卡罗模拟的方法对电动汽车无序充电的情形进行了仿真分析。结果表明,无序充电模式下,大量电动汽车聚集在用电高峰期进行充电,与常规负荷叠加后造成了“峰上加峰”的现象,进一步拉大了系统的峰谷差,不利于配电网的稳定运行。然后分别以最小用户电费开支和最低负荷波动为目标,在满足用户充电需求以及住宅小区变压器容量限制的约束条件之下,建立了家用电动汽车分段控制的有序充电策略,该策略相较于无序充电模式而言,在降低用户充电支出和平抑负荷波动方面都具有一定作用,但又存在一些不足:以用户开支最低为目标的有序充电策略容易在分时电价变动的初期产生一个新的用电高峰:以配电网负荷波动最小为目标的有序充电策略受充电规模的影响,当接入充电负荷过多时,后续时段充电用户的电费削减不明显,不利于提高用户对于该策略响应的积极性。最后在单目标有序充电策略的基础之上,提出了综合考虑用户电费开支和系统负荷波动的多目标优化策略,提出了网格划分法,将电动汽车充电的限定条件以及成本差别都隐含在网格的信息中,通过对网格的选择来实现电动汽车的充电安排,并采用改进的遗传算法进行优化求解。仿真结果表明,多目标下的家用电动汽车有序充电策略很好的兼顾了降低用户开支和减少系统负荷波动之间的平衡,对用户侧和电网侧均具有较好的经济效益,实现了用户和电网的互利共赢。
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