电动汽车有序充电管理优化策略研究

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节能减排、智能化、驾驶品质等的优点使得电动汽车(Electric Vehicle,EV)的发展前景广阔,国家对其的关注度及相关投入占比也加重,电动汽车发展迅速。其使用便捷,成本较低的特点也成为了越来越多的人在出行时的首选。但接踵而至的便是电动汽车充电问题,更多的电动汽车充电会对电网造成冲击,但是扩大基础设施的建设并不能马上见效且成本较高,所以对电动汽车进行充电管理便成了见效快且低成本的方式。基于此,研究电动汽车有序充电管理优化策略具有重要意义。首先引入了用户需求响应和电价在充电市场中的作用和参与方式,分析用户充电特性。阐述了不同的有序充电管理方式,并基于电动汽车无序充电模型,分析发现电动汽车用户执行充电管理策略的积极性受用户需求、时间和成本等因素作用。在此基础上,建立了基于分时电价的有序充电管理模型,并运用算法仿真优化,电价能够引导电动汽车用户有意识的进行充电选择,降低对电网的冲击。其次,提出一种电动汽车路径选择的有序充电管理策略。基于用户充电的急迫心理,考虑电动汽车行驶时间、排队时间和充电时间共同的影响,研究用户对时间的敏感性,建立用户、交通道路、充电站三者有序充电管理模型,通过Dijkstra算法进行优化求解,确定以总充电时间最短为目标的就近充电模式,验证用户的充电时间选择能够有效调节电网波动,避免电动汽车用户的随机充电导致该区域内负荷负担加重。最后基于上述模型,引入负荷聚合商(Load aggregator,LA)参与进行充电管理,研究用户对电价和时间的响应度使电网产生的影响。建立基于主从博弈的充电选择有序充电管理模型,以上层负荷聚合商和下层电动汽车用户为博弈双方主体,上层以收益最大为目标,下层以充电成本最低为目标,并进行线性化处理将非线性问题转换为混合整数线性规划问题进行算例分析求解。研究分析分时电价与实时电价影响下,区域内博弈充电模式的负荷聚合商实时定价策略和最大收益,以及不同类型数量电动汽车用户在此机制下的充电选择对负荷聚合商定价、用户充电成本的影响,并讨论了储能设备容量大小对负荷聚合商收益的作用,整体上能够平缓电网负荷波动,验证了所提模型的有效性。
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