電動汽車換電站有序充電調(diào)度方法分析

杜兆杰++徐文德

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電動汽車已經(jīng)成為未來發(fā)展中重要的交通工具之一。但是，大規(guī)模的電動汽車在充電的過程中存在的無序情況會導(dǎo)致電網(wǎng)經(jīng)濟的不良運行。為了進一步解決這些問題，最主要的方法就是加快推進電動汽車換電站的有序充電。本文根據(jù)電動汽車換電站的特點進行了全面的分析，并且根據(jù)換電站充電功率作為控制的對象來進行了電動汽車換電站有序充電調(diào)度的策略進行了調(diào)整，從而確立起不同方面的充電調(diào)度方法進行優(yōu)化。并且根據(jù)實際情況進行了案例分析，進一步檢驗了電動汽車換電站有序充電調(diào)度方法的有效性。通過實踐的結(jié)果顯示，對于電動汽車換電站有序充電調(diào)度方法的策略能夠非常顯著的降低電網(wǎng)的峰谷差，進一步提高電站的負(fù)荷效率，從而為電動汽車提供穩(wěn)定的負(fù)荷電流。

關(guān)鍵詞：電動汽車；換電站；有序充電

由于地球資源壓力不斷增強，能源壓力和環(huán)境壓力日益凸顯，為此大力發(fā)展輕型能源就成為未來發(fā)展的主要趨勢。電動汽車的能源消耗小，是未來交通能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在，我國針對電動汽車的研究也已經(jīng)走在世界的前列，并且針對電動汽車的政策扶持也不斷的加大力度。從目前的形勢來看，電動汽車在未來的發(fā)展趨勢應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)有序充電調(diào)度的情況。但是，目前的電動汽車換電站依然存在無序充電的情況，這種情況能夠造成“峰上加峰”的問題，造成電網(wǎng)峰谷差不斷加大，對于換電站電網(wǎng)的運行造成極大的影響。為此，我們必須根據(jù)電動汽車充電要求與特點來進行針對性的研究，特別時提出電動汽車換電站有序充電的調(diào)度策略。

一、電動汽車換電站有序充電的主要意義

從目前我國電動汽車換電站發(fā)展的情況來看，主要的充電設(shè)施為交流充電樁、充電站、電池?fù)Q電站等幾種類型。目前電池?fù)Q電站是最主要一種能源供給方式。電池?fù)Q電站就是將電池進行更換的方式來為電動汽車提供的電能補給。換電站能夠非常有效的是在電網(wǎng)負(fù)荷低谷階段對電池箱中的電池進行充分、集中、有效的有序充電，這樣就能夠非常有效的降低電網(wǎng)峰值的負(fù)荷，做到“移峰填谷”。而且，通過有序充電能夠使得負(fù)荷低谷時的電價更加便宜，從而降低電動汽車的使用成本，進一步獲得經(jīng)濟效益。

二、電動汽車換電站有序充電調(diào)度方法的優(yōu)勢

電動汽車換電站實現(xiàn)有序充電相比較于個體電動車無序充電具有很多方面的優(yōu)點。

電動汽車換電站的車站內(nèi)始終存在滿容量的備用電池，這樣能夠有效的減少時間浪費。電動汽車換電站的車站內(nèi)能夠進行統(tǒng)一管理，從而更加容易進行數(shù)據(jù)收集與整理，進一步分析出電荷預(yù)測的情況。電動汽車換電站的充電需求比較大，通過參與有序充電能夠獲得比單個電動汽車充電效率大得多。

三、電動汽車換電站有序充電調(diào)度策略

為了避免“峰上加峰”情況出現(xiàn)，通過避免系統(tǒng)負(fù)荷的峰谷差的出現(xiàn)，能夠進一步提高電網(wǎng)的負(fù)荷效率。進一步增強電網(wǎng)的運行能力。所以在電動汽車換電站有序充電調(diào)度模型策略的構(gòu)建過程中，應(yīng)該按照平抑負(fù)荷波動、峰谷差以及負(fù)荷率等條件來進行調(diào)度策略的函數(shù)優(yōu)化。由于電動汽車的使用規(guī)律和換電站的運行規(guī)律與我們的生活息息相關(guān)，所以調(diào)度策略周期也應(yīng)該按照我們每天的活動實踐作為周期。

四、電動汽車換電站有序充電調(diào)度策略約束條件

電動汽車換電站有序充電調(diào)度策略的約束條件主要包括了換電站的充電功率、站內(nèi)電池電量等方面的內(nèi)容。本文根據(jù)換電站的實際特點及總結(jié)了關(guān)于電動汽車換電站有序充電調(diào)度策略約束條件。首先是時間方面的約束就是所有的換電站都是以24小時作為調(diào)度時間周期能夠進行有序的充電調(diào)度。

換電站有序充電能夠保持一定的高緯度、多變量以及多約束方面的優(yōu)化問題。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法很難解決，所以我們采用粒子群算法進行求解。粒子群優(yōu)化算法就是Eberhart 和 Kennedy所提出來的利用鳥群飛行的特點來進行的一種運算，因為在鳥群飛行的過程中通過集體合作的方式能夠使得整個群體實現(xiàn)最優(yōu)化的飛行。所以粒子群算法這一概念非常的簡單、使用，操作起來也比較方便，對于相關(guān)的參數(shù)選擇也比較容易。可以說是高校、成熟的模型算法。

五、關(guān)于電動汽車換電站有序充電調(diào)度方法淺談

電動汽車換電站的有序調(diào)度是未來電動汽車保證續(xù)航的重要功能，也是電動汽車發(fā)展的重要支持。通過電動汽車換電站的有序調(diào)度，能夠進一步提高換電站的發(fā)展情況，尤其是保證每天的電池容量都能保證充滿的狀態(tài)。這樣一來就會確保電動汽車能夠進行安全穩(wěn)定的運行。由于我國目前電動汽車處于初步發(fā)展階段，所以電動汽車的數(shù)量分布并不均衡，而且時間方面的電池數(shù)量與充電效率等情況也會存在很多的偏差，這樣就會使得電動汽車換電站急需有效調(diào)動的合理方案。可以說本文提出的電動汽車換電站有序充電方案能夠進一步保證電動汽車的續(xù)航能力。

六、結(jié)束語

本文通過對電動汽車換電站有序充電調(diào)度的方法作為研究，進一步將換電站的研究標(biāo)量設(shè)置為一天。每一個換電站都作為一個整體，這樣一來就能夠?qū)ζ渲械囊惶斓母鱾€時間段的充電功率來進行分析，并且建立了有序調(diào)度模型，通過針對實際案例進行分析，計算出不同目標(biāo)函數(shù)的有序充電調(diào)度策略來分析出換電站內(nèi)部電池容量對于不同目標(biāo)的影響。本文僅從技術(shù)方面作了探討，希望能為后續(xù)的研究工作提供參考。

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