规模化电动汽车有序充电控制策略的研究

随着电动汽车领域各技术的突破,国家政策的大力推动,电动汽车用户的消费观念的变化,未来电动汽车的发展必然规模化。但电动汽车接入电网的充电行为具有空间和时间不确定性,大量的电动汽车接入电网进行无序充电,必然给电网带来负荷增长,加大电网运行控制难度,降低电能质量。所以研究规模化电动汽车的有序充电控制策略具有重要的理论和实际意义。 本文针对规模化的电动汽车,研究了基于虚拟充电站中心的控制策略,提出了由用户自主响应的有序充电控制策略。主要研究工作如下： (1)从电动汽车充电模式和不同类型分析了电动汽车的充电特点。研究了电动汽车的时空分布特性和功率特性,并运用蒙特卡洛法进行模拟规模化电动汽车对电网的影响。预测A市不同发展阶段的电动汽车保有量,根据A市电网基本负荷,对电动汽车不同发展阶段进行无序充电仿真,结果表明：无序充电造成电网负荷曲线波动明显,加大峰谷差,且形成两个负荷高峰,不同发展阶段电动汽车无序充电对电网的影响不同。 (2)提出了以虚拟充电站作为控制中心的有序充电控制方法：由用户自主响应的有序充电控制策略。并建立了以电网峰谷差和用户花费最小的多目标函数,使用改进遗传算法进行优化求解,分析用户不同响应程度下的有序充电优化效果。以A市2030年为例,进行Matlab仿真,结果表明：在不考虑用户对车辆使用需求的现实条件下,当用户响应比例为90%时,基于峰谷电价的时段控制策略能够有效的削峰填谷,能有效安排电动汽车在低谷时段进行充电,减小用户充电费用；当用户响应比例为20%时,起到的有序充电控制削峰填谷效果不明显。 (3)针对用户对有序充电控制策略的不同响应比例,分析了现实条件下,影响用户响应有序充电控制策略的因素：峰谷电价定价,峰谷时段划分,用户行驶需求。基于需求侧响应原理的分析,研究了用户响应有序充电控制策略的比例与峰谷电价定价的关系,建立了用户充电行为对峰谷电价定价的响应模型；研究了用户行为对峰谷时段的响应特点,使用隶属度函数方法划分了峰谷时段。以峰谷差最小和用户花钱最少为目标函数,并采用优化算法求解最优峰谷电价的定价,以A市2030年进行算例仿真,结果表明：优化后的峰谷定价,在满足电动汽车用户对车辆使用需求的基础上,能够使用户最大比例的响应有序充电控制策略,实现电网削峰填谷和提高用户的充电经济效益,更具有现实意义。