考虑时空分布特性的电动汽车充电优化策略研究

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近年来,环境污染日益严峻,电动汽车作为一种新能源汽车,在缓解能源短缺、减轻环境污染方面具有较大的优势,但随着电动汽车的广泛应用,用户无序的充电行为会干扰配电网的稳定运行。因此为了促进电动汽车与配电网的协调发展,需要分析电动汽车充电对配电网造成的影响并制定相应的策略引导电动汽车有序充电。本文的研究内容总结如下。首先分析了电动汽车充电负荷特性、车辆充电方式及用户的行为习惯对电动汽车充电负荷的影响,采用蒙特卡洛法建立了电动私家车、电动公交车、电动出租车及电动公务车的充电负荷模型,对比了电动私家车、电动公交车、电动出租车及电动公务车在无序充电、分时电价引导情况下对配电网负荷曲线的影响。然后针对电动汽车集中式充电控制方式计算量大、通讯难度高的问题提出了一种住宅小区电动汽车充电分层优化策略,该策略包含日前调度与实时优化两个阶段,日前调度阶段以配电网负荷方差最小、用户充电费用最少为目标,采用改进麻雀算法求解电动汽车充电负荷的最优时间分布;实时优化阶段以日前调度阶段的优化结果作为负荷期望曲线,计算电动汽车在各时段充电概率。以某住宅小区配电网为例,验证了所提策略的有效性。最后针对发电侧与电动汽车充电负荷的协调问题,提出了一种电动汽车充电负荷时空双层优化策略,上层考虑风能、光伏能源的出力情况,以发电侧运行成本最小、用户侧充电成本最小为目标,优化发电机组在各时段的出力情况及电动汽车充电负荷的时间分布;下层考虑配电网的潮流分布情况,以配电网总网损最小为目标,优化电动汽车充电负荷的空间分布;在基于10发电机组和IEEE33节点的电力系统仿真模型上,验证了所提策略的有效性。本文从发电侧和用户侧两个角度,开展了相关的研究工作,考虑了发电侧与电动汽车充电的协调问题,优化了电动汽车充电负荷的时空分布,有效地减少了配电网负荷波动、用户的充电成本,提高了发电侧的经济效益。
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