基于分时电价的电动汽车有序充电策略

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大规模电动汽车无序充电行为给电网的正常运行带来了巨大的压力。本文基于需求侧管理理论,在蒙特卡洛法模拟充电负荷的基础上,利用分时电价作为手段,以引导电动汽车用户调整用电行为,实现电网负荷“移峰填谷”为中心任务,提出了三个电动汽车有序充电控制策略。
  首先是基于静态分时电价的电动汽车有序充电策略,建立了以减小负荷峰谷差和最小化用户充电费用为目标的多目标优化模型,在Pareto多目标优化思想的基础上利用NSGA-II算法进行求解。仿真结果表明该有序充电策略在电网分时电价峰平谷划分与配电网负荷水平不一致的时段,无法协调电网侧峰谷差最小和用户侧充电费用最少两个目标函数间的矛盾。同时,也可能导致另外一个用电高峰的出现。因此直接采用地区已实施的分时电价方案不能完全适应配电网的负荷水平,需对其重新进行调整。
  针对上述问题,基于改进静态分时电价的充电策略是在静态分时电价的基础上,通过隶属度函数法将配电网负荷数据按峰平谷时段重新进行划分,之后又采用k-均值聚类法验证该划分结果的正确性。利用新的划分时段计算配电网总负荷,其结果表明,新的时段划分方案与配电网负荷波动水平一致,基本实现利用电动汽车有序充电策略引导用户“移峰填谷”,平抑电网负荷波动的作用。
  基于改进静态分时电价的电动汽车充电策略中峰谷分时电价的划分只针对特定的配电网,不同地区电网由于工商业用户、居民用户数量和比重的不同,其负荷曲线呈现出不同的特点。考虑上述情况,提出了基于动态分时电价的有序充电控制方法。该策略在统筹电网负荷水平和用户的充电需求的基础上,不制定固定的分时电价时段,而是根据当前时刻的负荷裕度,以“移峰填谷”和最小化充电费用为目标,求解接入电动汽车的分时电价方案,由用户自主响应,达到引导用户延迟到负荷低谷充电的有序充电的目的。最后比较分析各策略的运行效果,基于动态分时电价的电动汽车有序充电策略在平抑负荷波动方面表现更为优良。同时,该策略不固定电价时段,提高了其对不断变动负荷的适应性,有利于引导用户改变电力消费方式,实现电网与电动汽车用户的双赢。
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