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基于需求响应的电动汽车有序充电策略研究
| 论文题名： | 基于需求响应的电动汽车有序充电策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;有序充电;需求响应;分时电价;布谷鸟算法 |
| 摘要： | 随着能源枯竭、环境污染问题日益严峻，电动汽车由于节能环保的特点，受到全社会广泛关注。在政府扶持、企业科技攻关的助力下，电动汽车保有量激增。由于用户充电聚集性强、随机性高，大规模电动汽车在用电高峰时集中接入会对电网产生冲击，不利于电网的安全稳定运行。因此有必要对车辆的充电负荷展开分析，并对用户的充电行为加以引导。 电动私家车行驶里程数小，充电时间短，停驶时间长，参与优化调度潜力大。本文以电动私家车为研究对象，基于需求响应机制提出一种有序充电策略。主要研究内容如下： 首先分析了电动汽车的电池特性、充电方式和出行特性。针对缺乏车辆实际出行数据的问题，通过分析、拟合的方法从美国家用车的行驶调查统计数据中获取用户通勤时间和行驶里程的概率分布情况，借助蒙特卡洛法构建电动汽车无序充电负荷计算模型。以某居民小区为例，完成对电动汽车无序充电行为的仿真模拟。仿真结果表明，电动汽车无序充电会扩大用电负荷峰谷差，加剧负荷波动，且电动汽车渗透率越高，无序充电产生的负面影响越大。 其次采用需求响应中的分时电价机制对电动汽车的充电行为进行引导。针对电动汽车集群充电不利于实时调度，且充电站无法获知后续车辆具体到达时间及充电需求的问题，采用分层分区和分时段局部最优的充电控制方式。为保障电网及用户利益，以用电负荷波动最小和车主充电费用最低为目标，建立电动汽车有序充电优化模型。针对传统布谷鸟算法局部搜索精度差、易陷入局部最优的问题，通过动态调整迭代过程中的发现概率和搜索步长，提出一种自适应的改进布谷鸟算法，并完成对上述充电优化模型的求解。仿真结果表明，电动汽车参与有序充电既能平抑用电负荷波动又可以降低电费支出。 最后为提升用户参与有序充电的积极性，对电动汽车的分时充电电价进行优化。依据小区用电负荷情况，采用K-means聚类算法完成峰谷时段的划分。引入需求价格弹性理论，利用弹性矩阵构建出电价响应模型，并借助布谷鸟算法求解得到最优的分时电价。仿真结果表明，优化后的分时电价能进一步降低电力负荷峰谷差和用户充电费用。 |
| 作者： | 李海斌 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 汪洋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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