基于改进飞蛾火焰算法的电动汽车充电电价制定策略研究

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化石燃料的过度使用造成的环境问题日益加剧,新能源的使用成为未来发展的重要方向,电动汽车作为新能源动力汽车受到了广泛关注。但是电动汽车用户的随机充电行为形成的功率负荷将会影响电网的平稳运行,需要对其进行合理的引导。电价调度作为一种重要的调度方法能直接作用于用户,具有很强的针对性和有效性。电价调度的核心内容为电价制定的具体方案,因此需要对电价的制定进行研究,从而对电动汽车用户充电进行合理调度并保证电网稳定运行。首先,对含电动汽车接入的区域电网系统模型进行了分析和研究。电网总功率模型由区域内接入的电动汽车充电形成的负载和居民用电形成的固定负载组成;通过对多个影响电动汽车充电的相关因素进行分析,可以确定区域内电动汽车总体对于电能的需求模型;同时分析了电网制定的充电电价模型和用户响应方式模型,以上模型的建立为后续的进一步研究打下了理论基础。其次,研究了电网中考虑电动汽车用户充电行为的多目标优化电价调度模型。针对使用电动汽车作为通勤工具的用户,通过模糊推理建立其在停驶时刻的充电决策模型,以电价和用户剩余电量为输入,通过用户决策输出对应充电概率并进一步得到总充电需求。以实现电动汽车充电满意度最大以及电网功率波动最小为目标,以各时刻电价为变量建立优化问题。采用飞蛾火焰算法求解优化问题,并对算法进行改进使其寻优速度加快。仿真实验将不同电价策略下的调度结果进行对比,结果显示通过优化所得电价策略能够增加电动汽车用户的充电满意度并改善电网波动情况。最后,研究了考虑电动汽车延迟状态下最优充电方案的电价策略制定问题,基于通勤电动汽车停车时间长的背景,为电动汽车用户设计停驶时间内的最优充电计划,达到避开高峰时段、延迟充电的目的。用户根据充电计划和自身需求进行充电决策,电网以提高稳定性为目标制定电价策略。以电网功率波动最小为目标,用户总体充电满意度不减少为约束条件建立优化问题。采用结合最优充电方案的飞蛾火焰算法求得充电电价。仿真结果显示,优化求得的电价策略在降低电动汽车用户的充电成本的同时可以有效减小电网功率波动,实现峰时段功率向谷时段的转移。
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