基于交替方向乘子法的電動(dòng)汽車分散式充電控制.pdf

1、電動(dòng)汽車(Electric Vehicle，簡稱EVs)作為一種能源利用率高、零排放的交通工具，正在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展。然而，大規(guī)模EVs的接入將成為未來的電網(wǎng)挑戰(zhàn)。尤其是大量電動(dòng)汽車無序接入配電網(wǎng)后，會(huì)引起變壓器和線路過載、電壓偏差等負(fù)面影響。這些主要是由車主的用車行為習(xí)慣引起的，即EVs閑置后立即進(jìn)行充電。若對(duì)電動(dòng)汽車充電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控卻能極大地削弱其對(duì)配電網(wǎng)的不利影響，甚至在一定程度上能輔助電網(wǎng)運(yùn)行。因此，EVs大規(guī)模并網(wǎng)后的有序充

2、電變得尤為重要。但隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電動(dòng)汽車的集中式調(diào)度控制模式對(duì)通信帶寬極大需求、單點(diǎn)失效等缺點(diǎn)卻日益顯著。在這一背景下，研究EVs的分散式調(diào)度控制具有重要意義。
　　本文針對(duì)配電網(wǎng)中家用EVs的常規(guī)充電模式，提出一種考慮配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的非線性約束凸規(guī)劃模型。該模型計(jì)及了線路潮流、配變?nèi)萘?、電?dòng)汽車日停放時(shí)間、充電需求、初始電量等約束;目標(biāo)函數(shù)綜合考慮了用戶收益最大化和系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小化。采用原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解EVs的優(yōu)化功率

3、，并分析了三神情形的系統(tǒng)用戶總支付費(fèi)用和網(wǎng)絡(luò)損耗。結(jié)果表明，有序充電控制能有效降低系統(tǒng)網(wǎng)損、平抑負(fù)荷波動(dòng)，并使用戶支付成本最小化;同時(shí)，還避免了無序充電造成的線路、變壓器過載情況，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
　　為求解上述凸規(guī)劃模型，本文引入一種交替方向分散式算法(AlternatingDirection Method of Multipliers，簡稱ADMM)將上述模型轉(zhuǎn)換，將集中式充電優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為分散式以設(shè)備為單位的

4、子優(yōu)化問題求解。所建立的子優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)和約束均為凸，保證了算法的收斂性。每次迭代設(shè)備與相鄰的交互信息點(diǎn)之間交互少量信息，利于保護(hù)用戶的信息安全，并能有效解決集中式控制策略引起通訊要求高、開銷大的問題。同時(shí)還驗(yàn)證了該算法在不同滲透率時(shí)仍保持良好的穩(wěn)定性。IEEE-33和119-bus配電系統(tǒng)的仿真結(jié)果表明，所提算法與集中式內(nèi)點(diǎn)法求解模型的結(jié)果一致，而計(jì)算效率更高。
　　最后，考慮到EVs實(shí)際應(yīng)用中存在的隨機(jī)性以及配電網(wǎng)基礎(chǔ)負(fù)荷