基于智能合约的电动汽车充电选择决策方法

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近年来,随着化石能源的逐渐枯竭,电动汽车以其清洁、高效的特点成为降低化石能源依赖性和缓解大气污染的重要方法,其在节能减排和环境保护等方面的优势越来越明显。在国家新能源政策的扶持之下,电动汽车的数量有了明显的攀升,大量电动汽车负荷的接入给电力系统的安全运行以及电网的规划运行带来了巨大的挑战。对含有电动汽车的配电网来说,一方面,随着电动汽车渗透率的逐步提高,其无约束或无引导的用电行为不利于配电网的功率平衡控制,甚至会引起网络阻塞。另一方面,引入区块链智能合约技术,对电价进行动态调整,可减小预测负荷与实际负荷的偏差,根据用户与充电站间智能合约的达成情况给予奖罚,以此降低用户的违约率。此外,面对数量日益增长的充电桩,分散式电力交易的用户隐私保护和交易的安全性亟需解决,区块链技术提供了一种新型的分布式资源存储、数据保护和历史追溯的解决方案,能够保证所有历史数据的存储安全性和可追溯性。因此,如何以解决电网输电阻塞问题为目的,引导电动汽车进行有序定点充电成为本文主要研究的问题。本文首先引入了电动汽车充电响应的电网阻塞调整策略,从电网阻塞调整出发,提出了一种基于功率灵敏度的阻塞电价制定模型。首先,对配电网阻塞管理模型进行了介绍,对充电设施运营商、配电网控制中心和车主三方的交互模式进行了阐述,根据配电网状况,计算出负荷点注入有功对支路有功变化的灵敏度矩阵,制定最优补偿方案,并根据补偿方案动态制定面向用户的阻塞电价,引导电动汽车群充电,以实现电网阻塞调整并达到负荷削峰填谷的目标。其次,提出了一种基于区块链的电动汽车优化调度方法,通过潮流计算对配电网的线路潮流进行短期预测,根据电动汽车充电站节点对过载线路的功率灵敏度来制定电价,并引入区块链智能合约,根据各充电站充电汽车的数量调整电价,减小实际负荷与预测负荷之间的差距。在本方法中,用户在响应充电决策后,选择合适的充电站提交电量需求的同时充电站能够获得用户的充电信息,从而提高了信息来源的准确性。此外,在用户与所选充电站之间缔结智能合约,若用户在规定时间内完成合约,将获得一定数额的奖励,否则车主账户会自动扣除相应的违约金。在一定程度上降低了用户的违约率,也增加了引导电价对线路潮流调整的响应灵敏度。最后对本文提出的基于区块链智能合约的电动汽车参与配电网阻塞调整的充电决策方法的有效性进行了验证,采用网路节点和配电网节点的耦合区域对本文所提方法进行实验分析,为验证电动汽车参与阻塞管理的效果,设置了集群电动汽车充电仿真实验。同时给出了两个场景下,一天之内的电动汽车的充电负荷曲线以及各充电站负荷的曲线对比图,并采用基于半不变量法的随机潮流计算方法,对其电压越限概率进行了对比,证明本文所提方法在解决配电网阻塞的同时,也体现了电动汽车作为一种可调度资源的潜在价值,对其充电需求进行合理的调度有利于系统的稳定运行。
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