電動汽車無序充電行為下電網電功率的最優分配研究

黃雅娟 徐迅 羅祖健

摘 ?要：首先，我們對電動汽車無序充電行為進行建模中，發現充電開始時刻，充電連接時長，充電電量的頻數分布直方圖顯示三者分別服從正態分布，對數正態分布，對數正態分布，對三個分布的六個參數進行矩法估計。然后對無序充電行為下電網電功率的最優分配進行了研究，通過蒙特卡洛模擬得到電動汽車無序充電負荷函數，并建立了多目標線性規劃問題，求解過程我們對函數分別逐段進行積分，將約束條件離散化。引入相對公平程度得到交流1級，交流2級，直流比例三類充電功率比例分別為0.07：0.45：0.48。

關鍵詞：電動汽車無序充電行為建模;蒙特卡洛模擬;電網電功率的最優分配研究

引言

電動汽車的使用能夠減少傳統能源的使用并減少溫室氣體的排放。同時大量電動車無序充電會增大用電負荷的峰谷差，導致電網損耗增大。電動汽車作為移動式儲能設備，在削峰填谷，協同利用新能源等方面具有廣闊的應用前景，如何合理的調控調控電動車的充放電，成為一個急需解決的問題。[1]

根據某城市 100 輛電動汽車一周的充電記錄，分析電動汽車充電行為特征量（充電開始時刻、連接時長和充電電量）的分布規律。并根據電動汽車充電行為研究最優電網電功率的最優分配，也能減少設備投資，降低電動汽車無序充電負荷的峰谷差。

1.電行為特征量分布規律

由《電動汽車充電功率需求的統計學建模方法》[2]研究，可得到該三個獨立的充電行為特征量在一天內服從正態分布，對數正態分布，對數正態分布。然后，通過矩法估計，得到具體的參數值。

2.最優電網電功率分配研究

根據充電方式劃分，電動汽車充電模式通常劃分為三種[3]：無控制充電模式，延遲充電模式，錯峰充電模式。

本文將電動汽車充電模式劃分為兩類：

（1）無序充電模式：不受價格調控，充電時間由自己支配，

（2）延遲錯峰充電模式：受價格調控的影響.

2.1 一萬輛電動汽車的充電負荷曲線

假設電網不控制電動汽車充電行為，電動汽車接入電網后直接充電，采取蒙特卡洛模擬（n=10000），蒙特卡洛模擬的電動汽車充電負荷計算流程圖見圖2.[4]

單位車輛充電量連接時長，起始充電時間，概率密度為 ， 。對于上述三個周期函數，我們將其每個周期（24小時）劃分為，區間長度均為0.25小時（15分鐘）的96個區間。

2.2不同充電功率等級比例

該問題屬于數學中的多目標規劃規劃問題。有兩個目標，首先降低充電負荷的峰谷差，為此需要將用戶日常用電負荷分布和總體用電負荷分布進行比較，總體用電負荷=日常用電負荷+電動汽車無序充電負荷函數，為了解決問題，我們需要得到日常用電負荷函數，以及電動汽車無序充電負荷函數。

3.結語

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

參考文獻

[1] ?談麗娟.V2G模式下電動汽車充放電控制策略研究.：2016

[2] ?田立亭，史雙龍，賈卓. 電動汽車充電功率需求的統計學建模方法[J]. 電網技術，（11）：126-130，2010

[3] ?劉超. 計及電動汽車最優時空分布的分級調度模型研究[D].重慶大學，2014

[4] ?龐培川，曾成，楊彪，張謙.蒙特卡洛模擬法計算電動汽車充電負荷[J].通信電源技術，33（01）：155-158，2016