【摘 要】
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电动汽车(Electric Vehicle,EV)的推广在解决能源危机,实现双碳目标方面具有重要作用。然而,EV的交通属性和电池属性给交通网和电网系统带来了不同程度的压力。为满足各方利益需求、提高能量互动效率,本文在电网与交通网融合的场景下开展了考虑EV时空特性的充电站规划及能量调度研究,其主要包括以下三个方面。(1)在搭建交通网模型和EV路径选择策略的基础上,提出考虑EV时空特性的充电需求预测方
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电动汽车(Electric Vehicle,EV)的推广在解决能源危机,实现双碳目标方面具有重要作用。然而,EV的交通属性和电池属性给交通网和电网系统带来了不同程度的压力。为满足各方利益需求、提高能量互动效率,本文在电网与交通网融合的场景下开展了考虑EV时空特性的充电站规划及能量调度研究,其主要包括以下三个方面。(1)在搭建交通网模型和EV路径选择策略的基础上,提出考虑EV时空特性的充电需求预测方法。该方法使用基于活动的出行链描述EV用户在工作日和休息日的出行行为,并根据其在每个时间节点的出行需求和电池状态,确定充电需求。大量随机且符合相关概率的EV充电需求时空分布,是确保充电站规划策略有效性的基础。(2)在多运营商场景下,建立了一个基于非合作博弈的的两阶段充电站规划模型。规划模型的第一阶段对充电站的位置进行了优化,以减少EV的总空驶里程。在第二阶段,充电站运营商致力于在非合作博弈框架下制定充电站容量策略来提高经济效益。此外,将自适应变异粒子群优化算法与近似纳什均衡相结合,在降低因需求响应而增高的博弈模型求解难度方面取得了较好的效果。最后,算例分析证明了所提出的方法在改善EV车主的充电体验和实现多个充电站运营商之间的良性竞争方面的有效性。(3)为解决电动汽车用户对调度设备和调度方式的选择问题,提出了混合场景下考虑用户综合需求的电动汽车调度策略。首先,在保证调度设备多样性的混合场景下建立考虑用户综合需求的电动汽车指派模型,在求解得到电动汽车调度的初步方案的过程中,以动态电价引导的方式避免了时空拥挤和部分设备的过度使用;其次,针对电动汽车入网后的调度方式,使用差异化功率充放电的方法降低电网负荷的波动,同时通过目标函数加入惩罚项来减少电动汽车充放电的转换次数;最后以某区域电动汽车的调度算例验证了所提策略在优化能量交换的时空分布、满足用户综合需求等方面的有效性。充电需求预测为充电站规划提供用户画像,并在规划过程中与充电站运营商形成互动关系,而充电站规划为电动汽车调度策略的制定提供设备基础,三方面研究协同为电力系统运行与调度提供理论参考。
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