電價引導(dǎo)機(jī)制下多場景電動汽車有序充電策略研究.pdf

1、在當(dāng)前世界石油資源緊缺、環(huán)境污染加重和全球氣候變暖的背景下，大力推廣與發(fā)展節(jié)能-環(huán)保-低碳的新能源汽車是人類社會追求汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向和目標(biāo)，因此電動汽車規(guī)?；l(fā)展成為必然趨勢。然而，隨著電動汽車規(guī)?；l(fā)展，電動汽車無序充電將會對電網(wǎng)、充電設(shè)施和用戶產(chǎn)生不可忽視的影響。為了降低或抑制這些負(fù)面影響，就應(yīng)當(dāng)對電動汽車充電加以引導(dǎo)和控制。同時電動汽車在多個區(qū)域中分布運(yùn)行，處理相關(guān)充電問題，就應(yīng)當(dāng)分區(qū)進(jìn)行。因此開展多種場景電動汽車有序充電

2、研究具有重要意義。
　　通常居民區(qū)、工作場所和高速公路是電動汽車充電的重要區(qū)域。然而，目前這些區(qū)域中仍然存在如下亟待解決的問題:(1)在居民區(qū)，充電設(shè)施白天大量閑置、共享性差，如何實現(xiàn)居民區(qū)充電設(shè)施白天共享并加以合理利用，以提高充電設(shè)施利用率，是亟待解決的重要問題。(2)在工作場所，充電設(shè)施配置與電動汽車充電存在強(qiáng)烈的耦合性，如何協(xié)調(diào)二者的這種關(guān)系，以減少充電設(shè)施冗余，從而降低充電設(shè)施運(yùn)行成本和用戶充電成本，也是亟待解決的重要問題

3、。(3)在高速公路，電動汽車用戶存在沿襲加油習(xí)慣的充電習(xí)慣，且充電站間缺乏有效的充電引導(dǎo)機(jī)制。在當(dāng)前快速充電水平下，如何進(jìn)行站間電動汽車有序充電引導(dǎo)，以減少用戶的充電成本和等待時間，提高充電站群整體的充電設(shè)施時間利用率，以利于電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行并減小對高速公路交通的影響，同樣是亟待解決的重要問題。(4)在進(jìn)站車流量較大的高速公路快充站，根據(jù)電動汽車類型，如何選取合適的充電設(shè)施，采用合理的運(yùn)行機(jī)制，以提高充電站運(yùn)行效率，緩減站內(nèi)車輛的排隊情況，

4、減少用戶的等待時間和充電時間和緩減對電網(wǎng)的影響，同樣也是亟待解決的重要問題。
　　論文首先闡述了電動汽車規(guī)?；茝V與發(fā)展的趨勢和規(guī)模化電動汽車無序充電對電網(wǎng)的影響，引出了多場景電動汽車充電研究，回顧了多場景有序充電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，指出了當(dāng)前存在的多場景充電問題;然后基于居民區(qū)充電設(shè)施和周邊公共充電站運(yùn)行存在的時間互補(bǔ)性，研究了居民區(qū)充電設(shè)施白天共享和電動汽車分時段充電策略;接著根據(jù)工作場所中電動汽車充電與充電設(shè)施配置存在的關(guān)系，

5、研究了工作場所電動汽車有序充電策略;隨后在當(dāng)前快充技術(shù)條件下，引入了一種狀態(tài)電價，研究了高速公路充電站間電動汽車有序充電策路;最后，闡述了高速公路充電站與電動汽車的運(yùn)行規(guī)則，在進(jìn)站車流量較大的前提下，研究了高速公路充電站內(nèi)電動汽車新型快速充電策略。
　　本文取得了一定的研究成果，主要有以下幾點創(chuàng)新性貢獻(xiàn):
　　(1)首次針對居民區(qū)充電設(shè)施白天大量閑置及其共享性差的問題，提出了居民區(qū)充電設(shè)施白天共享與電動汽車分時段充電策略。打

6、破傳統(tǒng)觀念，以互聯(lián)網(wǎng)平臺為依托，提出居民區(qū)推廣建設(shè)一樁多槍充電樁，并能白天共享，供外來用戶預(yù)約充電，既能滿足夜間原有居民區(qū)用戶慢充需求，又能滿足白天外來用戶快充需求，以實現(xiàn)充電設(shè)施公共化;在峰谷分時電價下，通過電動汽車分時段充電策略可以避免對居民區(qū)原有用戶正常充電的影響。
　　(2)首次針對因充電設(shè)施冗余而導(dǎo)致充電設(shè)施運(yùn)行成本和用戶充電成本高的問題，指出工作場所充電設(shè)施配置與電動汽車充電存在強(qiáng)烈耦合性的關(guān)系，提出了工作場所電動汽車

7、有序充電策略。在統(tǒng)一電價下，以充電站運(yùn)行成本和總負(fù)荷曲線方差最小為目標(biāo)，分別建立了不計及常規(guī)負(fù)荷和計及常規(guī)負(fù)荷的兩種充電情形下的電動汽車有序充電優(yōu)化模型，引入一種人工魚群算法對模型進(jìn)行求解，得到了較為理想的結(jié)果。
　　(3)首次針對高速公路電動汽車用戶存在沿襲加油習(xí)慣的充電習(xí)慣和服務(wù)區(qū)充電站間缺乏有效的充電引導(dǎo)機(jī)制問題，引入一種新型的充電電價引導(dǎo)機(jī)制——狀態(tài)電價，提出了一種高速公路服務(wù)區(qū)充電站間電動汽車有序充電策略，為提高多個快速

8、充電站的整體運(yùn)行效率提供了一種可行的解決方案。建立了充電站集群排隊模型，首次提出了一種求解該模型的基本排隊算法。通過該排隊算法、蒙特卡羅方法和弗洛伊德算法能夠?qū)σ欢ㄒ?guī)模電動汽車在高速公路網(wǎng)中的行駛與充電情況進(jìn)行仿真與分析。
　　(4)首次針對進(jìn)站車流量較大的高速公路多類型電動汽車傳統(tǒng)快速充電問題，在狀態(tài)電價下，引入了一樁多槍充電樁，提出了一種高速公路服務(wù)區(qū)充電站內(nèi)電動汽車新型快速充電策略，為提高單個快速充電站運(yùn)行效率提供了一種可行