高速公路充電站電動汽車有序充電策略

徐芳媛

摘 要 在現代化社會，人類的創新創造能力越來越強大。從剛開始的馬車到汽車到飛機，交通工具的成長也意味了國度的成長。但隨著社會的進步，國家的發展，能源也在不斷的被利用，因此人類發明出了電動汽車。目前，電動汽車已經得到了廣泛的普及，越來越多的家庭開始使用電動汽車，不僅節省了能源也節約了家庭開銷。但是，在節約能源的同時，電動汽車的使用也伴隨著一些狀況發生。若需要長途用車時，電量消耗完，但高速公路上充電站數量有限，應如何有序進行充電。通過建立起有序充電的數學模型，計算充電站的收益利潤，利用配電變壓器以及用戶對電的需求量確切的得到計算數據。運用蒙特卡洛模擬法計算充電需求，可計算出改變電量的價格是有效提高經濟效益的一種方式，在無序充電和有序充電兩種情況下，電壓器的負載也在考慮范圍內。為減少白天過多客戶充電，而晚上不能有效利用充電站，可采取降低夜間的電量價格，以此激勵客戶夜間充電。不可否認的是這也會導致夜間充電高峰的發生。

關鍵詞 電動汽車;充電站;有序充電;經濟效益;蒙特卡洛模擬法

為削減能源的耗損和二氧化碳的排放，利用電動汽車已成為必然趨勢。為增加電動汽車的推廣效率，各個國家都相應推出各種政策，激勵人們使用電動汽車為交通工具。對于電力系統來說，電動汽車的普及也造成了不小的影響，對用電量來說增長到了一個高度。大規模的耗損電網電量，會出現電網線路過載、電壓跌落、配電網、損耗增加等一系列問題。另一方面，電動汽車的廣泛使用也取決于充電站的多少，為降低電網運行風險，電動汽車必須有序充電。在高速公路上，充電站數量越發的少，控制有序充電也是必要的。本文旨在鉆研高速公路上電動汽車充電站的有序充電調和節制計謀。

1 充電站有序充電目標

高速公路充電站經由過程充電站依照充電電價收取充電辦事的用度，在減去在電網采辦電時的花消，即為紅利。設充電站有 N 臺充電機，有電動汽車需要充電時，充電站可根據汽車所要充的時間和汽車當前電荷狀態進行有序充電不但知足客戶需求，也節流了能源，實現了經濟效益最大化。

2 高速公路有序充電控制方法

2.1 控制的方法

通常來說，鋰電池充電時首先進入預充電模式，之后在恒定電流下進行快速充電，最后恒定壓強下穩定充電。因而，在高速公路行駛的電動汽車若充電時為恒定功率充電， 每隔15分鐘電站內電動汽車充電控制系統按照充電站內電動汽車泊車狀態、用戶需求、電網負載和電價信息，經由進程法式計較肯定每一個電動汽車可以或許快速且高效的充滿電。以此來滿足充電站所要求的經濟利益。

2.2 問題解決

在高速公路充電時，會遇到有些顧客由于個人原因希望可以在短時間內快速將電量充滿。但有些裝備容量有限，無法實時知足客戶的需求。為解決此問題，充電站進行不斷的優化，盡力滿足客人的所有需求，但達不到要求的同時只能放棄有些顧客。如果在15min的時候距離內沒有新車進入充電站，則依照15min內轉變充電機的狀況，如果有新車進入，則在新車進入后依照上述步調從頭計算，充電的15min距離內，充電靈活態監控電池的充電狀況，當布滿時主動遏制充電。

2.3 有序充電控制流程

將充電站的數據調整為起始狀態，仔細核對并檢查當天的電網負載和電量價格，記錄數據。當充電汽車進入時，核對汽車所需要的電量以及充電時間，滿足客戶需求，在指定時間范圍內對車輛進行充電，使車輛按照有序模式進入充電運行。

2.4 無序充電

在檢驗高速公路有序充電是否能使經濟效益最大化，可計算無序充電情況下充電站運營情況和變壓器負載情況，兩者進行對比。無序充電的主要影響因素也在于充電站的數量，當有空余充電時，車輛會進入電池充電，充電完成后，應及時將車輛移除，停止繼續充電。無序充電影響因素之一是充電站的數量，當有空余充電站時，車輛會及時進入充電狀態，當電量充裕時，應及時停止繼續充電并將車輛移除。在無序充電景象下，只要充電站有空余車位，便可為新進入的電動汽車供給延續充電辦事，直到用戶分開為止，若在此之前電動汽車電池已布滿，也應遏制充電。在無序充電景象下，充電站大概由于大量電動汽車的接入，致使配電變壓器過載，也大概由于用戶的需求迫切，呈現電動汽車即使一直在充電，但在分開時動力電池也不能充滿電動汽車的景象。

3 提高充電水平

對比計算數據可發現，在兩種充電模式下，放棄客戶的情況很少發生。只有在充電站數量不夠時，無法滿足客戶的充電需求，才會選擇自動放棄客戶。因而，充電站的數量、充電汽車的充電時間和充電系統本身都影響著是否放棄客戶。在有序充電模式下，高速公路上行駛的車輛對充電需求維持非常低的水平，可以既滿足客戶需求，又可達到經濟效益。在無序充電模式下，經常會出現充電晚高峰，由于充電站數量有限，又不能有序的按照客戶需求進行快速充電，導致了充電的效率直線下降。由于夜間電價優惠，會造成大量客戶夜晚充電，致使在夜間電網局部呈現了一個用電高峰。對比可得，有序充電可更好地轉化為經濟利潤，同時不會造成充電高峰。

4 結論

此文章探究了在高速公路電動汽車有序充電的影響及作用。在合理的客戶需求下，充電站通過判斷充電時間，用電需求量，電網荷載對電動汽車進行高效充電。通過建立電動汽車充電數學模型，科學合理的計算出所得利潤，達到預期目標，實現了充電站內電動汽車的調和充電節制。與此同時，得出了以下結論：

（1）在高速公路充電站數量足夠不超過負載的情況下，采用有序充電可有效提高充電站經濟效益。

（2）遇到大量使用充電站充電時，由于充電汽車數量較多，需運用所提出的控制策略計算效率。

（3）在運用有序充電的情況下，只控制某一時刻的電價無法做到降低充電的高峰。因此應加大充電站數量的投放，安裝多個充電樁和帶有充電監控的停車場以防發生意外。在一定的時間間隔內，需檢查一次電動汽車充電站的使用狀態，更好的利用設置充電站。從而進行下一步更確切的探究：①為了高效率減少電動汽車充電時對電網本身的系統造成影響，需最大化的控制汽車有序充電且合理調配充電站的使用情況，合理利用有序充電策略。②另一方面，有序充電時，要做到長時間大規模的利用電池，為減少電池損耗，延長電池壽命，在有序充電時要適當改變充電狀態。

參考文獻

[1] 徐智威，胡澤春，宋永華，etal.充電站內電動汽車有序充電策略[J].電力系統自動化，2012，36（11）：38-43.