含分布式能源的电动汽车充电站充电优化策略研究

近年来,分布式发电(Distributed Generations,DGs)和电动汽车得到快速发展,但由于其发电、充电行为均具有很强的随机性和波动性,对输电网和配电系统造成很大影响,需要采取有效措施实现可再生能源的就地消纳和充电负荷的有序引导。本文以含分布式能源的电动汽车充电站为研究对象,研究基于分时充电价格的单个充电站充电优化策略和基于分时分站充电价格的区域内多个充电站站间充电优化策略,并在此基础上应用MATLAB与C#混合编程的方法设计和开发实现有序充电算法的优化运行软件。针对单个电动汽车充电站,首先,引入电动汽车用户价格响应模型并确定核心参数取值;其次,以提高充电站光伏利用率和降低充电站负荷峰值为目标,以配电变压器容量和充电时段峰谷属性等为约束条件建立充电负荷优化模型,采用粒子群算法寻优得到引导峰平谷时段划分结果和引导峰平谷时充电价格;最后通过算例对优化策略进行验证。在此基础上分析策略存在的问题,研究考虑电动汽车电池荷电状态(Stateof charge,SOC)的改进分时充电价格引导策略,对充电负荷模型和响应分时价格的充电负荷转移方式进行优化,对比分析改进前后引导策略的优化效果。结果表明,应用分时充电价格引导策略显著提高了充电站光伏利用率,并减小了充电站负荷峰值,同时改进后的策略较改进前优化效果更佳。针对区域内多个电动汽车充电站,首先,确立区域内主要道路节点和电动汽车充电站位置并建立区域路网模型;其次,在路网模型的基础上建立节点路径矩阵,通过Floyd最短路径寻优算法确定各节点之间的最短路径和行驶距离;然后,模拟区域内各充电站的充电负荷特性,以提高充电站充电设施利用率和减少用户综合充电成本等为目标,以充电站充电设施数量和电动汽车电池SOC等为约束条件建立站间充电负荷优化模型,采用粒子群算法对各充电站不同时刻的充电价格进行寻优;最后,通过实际算例对优化策略进行验证。结果表明,应用站间充电优化策略可以有效实现兼顾用户充电成本和充电设施利用率的车网友好互动综合引导目标。