電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電行為下電網(wǎng)電功率的最優(yōu)分配研究

黃雅娟 徐迅 羅祖健

摘 ?要：首先，我們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電行為進(jìn)行建模中，發(fā)現(xiàn)充電開(kāi)始時(shí)刻，充電連接時(shí)長(zhǎng)，充電電量的頻數(shù)分布直方圖顯示三者分別服從正態(tài)分布，對(duì)數(shù)正態(tài)分布，對(duì)數(shù)正態(tài)分布，對(duì)三個(gè)分布的六個(gè)參數(shù)進(jìn)行矩法估計(jì)。然后對(duì)無(wú)序充電行為下電網(wǎng)電功率的最優(yōu)分配進(jìn)行了研究，通過(guò)蒙特卡洛模擬得到電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電負(fù)荷函數(shù)，并建立了多目標(biāo)線性規(guī)劃問(wèn)題，求解過(guò)程我們對(duì)函數(shù)分別逐段進(jìn)行積分，將約束條件離散化。引入相對(duì)公平程度得到交流1級(jí)，交流2級(jí)，直流比例三類(lèi)充電功率比例分別為0.07：0.45：0.48。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電行為建模;蒙特卡洛模擬;電網(wǎng)電功率的最優(yōu)分配研究

引言

電動(dòng)汽車(chē)的使用能夠減少傳統(tǒng)能源的使用并減少溫室氣體的排放。同時(shí)大量電動(dòng)車(chē)無(wú)序充電會(huì)增大用電負(fù)荷的峰谷差，導(dǎo)致電網(wǎng)損耗增大。電動(dòng)汽車(chē)作為移動(dòng)式儲(chǔ)能設(shè)備，在削峰填谷，協(xié)同利用新能源等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，如何合理的調(diào)控調(diào)控電動(dòng)車(chē)的充放電，成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。[1]

根據(jù)某城市 100 輛電動(dòng)汽車(chē)一周的充電記錄，分析電動(dòng)汽車(chē)充電行為特征量（充電開(kāi)始時(shí)刻、連接時(shí)長(zhǎng)和充電電量）的分布規(guī)律。并根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)充電行為研究最優(yōu)電網(wǎng)電功率的最優(yōu)分配，也能減少設(shè)備投資，降低電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電負(fù)荷的峰谷差。

1.電行為特征量分布規(guī)律

由《電動(dòng)汽車(chē)充電功率需求的統(tǒng)計(jì)學(xué)建模方法》[2]研究，可得到該三個(gè)獨(dú)立的充電行為特征量在一天內(nèi)服從正態(tài)分布，對(duì)數(shù)正態(tài)分布，對(duì)數(shù)正態(tài)分布。然后，通過(guò)矩法估計(jì)，得到具體的參數(shù)值。

2.最優(yōu)電網(wǎng)電功率分配研究

根據(jù)充電方式劃分，電動(dòng)汽車(chē)充電模式通常劃分為三種[3]：無(wú)控制充電模式，延遲充電模式，錯(cuò)峰充電模式。

本文將電動(dòng)汽車(chē)充電模式劃分為兩類(lèi)：

（1）無(wú)序充電模式：不受價(jià)格調(diào)控，充電時(shí)間由自己支配，

（2）延遲錯(cuò)峰充電模式：受價(jià)格調(diào)控的影響.

2.1 一萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的充電負(fù)荷曲線

假設(shè)電網(wǎng)不控制電動(dòng)汽車(chē)充電行為，電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)后直接充電，采取蒙特卡洛模擬（n=10000），蒙特卡洛模擬的電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷計(jì)算流程圖見(jiàn)圖2.[4]

單位車(chē)輛充電量連接時(shí)長(zhǎng)，起始充電時(shí)間，概率密度為 ， 。對(duì)于上述三個(gè)周期函數(shù)，我們將其每個(gè)周期（24小時(shí)）劃分為，區(qū)間長(zhǎng)度均為0.25小時(shí)（15分鐘）的96個(gè)區(qū)間。

2.2不同充電功率等級(jí)比例

該問(wèn)題屬于數(shù)學(xué)中的多目標(biāo)規(guī)劃規(guī)劃問(wèn)題。有兩個(gè)目標(biāo)，首先降低充電負(fù)荷的峰谷差，為此需要將用戶日常用電負(fù)荷分布和總體用電負(fù)荷分布進(jìn)行比較，總體用電負(fù)荷=日常用電負(fù)荷+電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電負(fù)荷函數(shù)，為了解決問(wèn)題，我們需要得到日常用電負(fù)荷函數(shù)，以及電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電負(fù)荷函數(shù)。

3.結(jié)語(yǔ)

本文研究查閱了大量的參考文獻(xiàn)，并利用SPSS、MATLAB、Matpower等軟件進(jìn)行計(jì)算和綜合性分析，提高了本研究的可行性。

參考文獻(xiàn)

[1] ?談麗娟.V2G模式下電動(dòng)汽車(chē)充放電控制策略研究.：2016

[2] ?田立亭，史雙龍，賈卓. 電動(dòng)汽車(chē)充電功率需求的統(tǒng)計(jì)學(xué)建模方法[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，（11）：126-130，2010

[3] ?劉超. 計(jì)及電動(dòng)汽車(chē)最優(yōu)時(shí)空分布的分級(jí)調(diào)度模型研究[D].重慶大學(xué)，2014

[4] ?龐培川，曾成，楊彪，張謙.蒙特卡洛模擬法計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷[J].通信電源技術(shù)，33（01）：155-158，2016