安科瑞(ruì) 陳聰(cōng)

摘要(yào)：自21世紀(jì)以來在(zài)全球經(jīng)濟加速(sù)發展(zhǎn)的背景下(xià)，能(néng)源的過度開采(cǎi)導致了資源(yuán)枯竭，環境汙(wū)染等嚴(yán)重問(wèn)題。人(rén)類在逐(zhú)步減少對傳統資源(yuán)依賴的同(tóng)時也(yě)加大了(liǎo)對風，光(guāng)，電(diàn)等(děng)新型(xíng)可再(zài)生能(néng)源的(dí)研究。作(zuò)為汙染排放量的(dí)汽(qì)車早(zǎo)已(yǐ)成(chéng)為研究(jiū)者(zhě)的熱(rè)門(mén)課題，而電(diàn)動汽車由(yóu)於其(qí)汙染排(pái)放量幾乎(hū)為零(líng)的(dí)特(tè)點近些年(nián)來(lái)則快(kuài)速發(fā)展(zhǎn)，在(zài)汽(qì)車(chē)保有(yǒu)量中的(dí)占比也逐步增(zēng)長(cháng)。但由(yóu)於(yú)電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量(liáng)的(dí)急劇增長，電(diàn)動(dòng)汽(qì)車充(chōng)電形成的(dí)充(chōng)電(diàn)負荷(hé)對(duì)於電網的不利(lì)影(yǐng)響(xiǎng)也在日益增加(jiā)，尤其(qí)是電動(dòng)汽車的大規(guī)模無(wú)序(xù)充電會使電(diàn)網形成“峰上加峰”的(dí)負(fù)荷，對電(diàn)力係(xì)統(tǒng)運(yùn)行的穩定(dìng)性造成極為嚴重的影響(xiǎng)。所(suǒ)以，對於合(hé)理(lǐ)引(yǐn)導電動汽(qì)車有序充電(diàn)就顯得至關重(zhòng)要。

本(běn)文首先(xiān)討(tǎo)論了(liǎo)影響電動(dòng)汽車(chē)無序充電的相關(guān)因素(sù)，對比(bǐ)分析(xī)電(diàn)動(dòng)汽車不同(tóng)充電(diàn)方(fāng)式的優劣，並(bìng)對(duì)不同種(zhǒng)類電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)的(dí)行為特(tè)點進行分析。接(jiē)著(zhuó)對用戶(hù)電(diàn)動汽(qì)車行(háng)駛(shǐ)習(xí)慣(guàn)進行建(jiàn)模分(fēn)析，模擬出不同類型電動(dòng)汽車的出(chū)行規律(lǜ)，並對電動(dòng)汽車充電(diàn)負荷進(jìn)行(háng)模(mó)擬得到該區域的充電負荷(hé)變(biàn)化(huà)曲綫。

通過分析電(diàn)動汽(qì)車無序充電(diàn)的不(bù)利影響提出了(liǎo)一種新的優化方(fāng)式，即(jí)基(jī)於用(yòng)戶需求(qiú)側的動汽車(chē)有(yǒu)序充(chōng)電策略，通過對(duì)用戶(hù)側的需求(qiú)目標及相(xiāng)關約(yuē)束條(tiáo)件進行分(fēn)析來得(dé)到(dào)用(yòng)戶(hù)側的(dí)有序(xù)充(chōng)電(diàn)策略(lüè)，對充電(diàn)負(fù)荷時(shí)間(jiān)，空間及時空(kōng)上(shàng)的優(yōu)化(huà)以及(jí)配電(diàn)網網損(sǔn)優化(huà)，電動汽車用戶(hù)充(chōng)電費用總體(tǐ)優(yōu)化(huà)來驗(yàn)證該混合(hé)反向學習鯨(jīng)魚優化(huà)算(suàn)法(fǎ)的(dí)有序充電(diàn)策(cè)略在實際(jì)算例(lì)優化(huà)的可(kě)行(háng)性。

關鍵(jiàn)詞：電(diàn)動汽車；無(wú)序充電(diàn)；用戶(hù)需求側；鯨魚優(yōu)化(huà)算法；有序(xù)優(yōu)化

1引(yǐn)言(yán)

自(zì)21世紀(jì)以來，在(zài)全球(qiú)經濟(jì)的高速發展下(xià)的(dí)背(bèi)景下(xià)，以化石能源為主(zhǔ)的(dí)多(duō)種能源被大(dà)量消耗[1]。但(dàn)其帶(dài)來(lái)的代價(jià)對(duì)全球環境的(dí)影響(xiǎng)愈(yù)發嚴重(zhòng)，目(mù)前(qián)，能源與(yǔ)汙染(rǎn)成為社會(huì)發展(zhǎn)所(suǒ)麵臨的關鍵(jiàn)問題(tí)。所以(yǐ)，在可(kě)持(chí)續(xù)發(fā)展的(dí)背景下，綠色低碳(tàn)的清(qīng)潔(jié)能(néng)源(yuán)成(chéng)為目前(qián)*人類(lèi)追求的共同目(mù)標。經(jīng)過(guò)多(duō)年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)並形成以太陽(yáng)能(néng)，風能(néng)等(děng)清(qīng)潔(jié)能源為主(zhǔ)的規模化(huà)發電(diàn)。為了(liǎo)實(shí)現既(jì)定的(dí)目標(biāo)，我(wǒ)國要在能源使(shǐ)用上進行(háng)轉型(xíng)，逐(zhú)步(bù)從化(huà)石(shí)能源向(xiàng)風，水，光等(děng)清潔(jié)能源轉變(biàn)，並加大對新(xīn)能源(yuán)汽車發展，逐(zhú)步替代對(duì)傳統(tǒng)燃(rán)油(yóu)汽(qì)車(chē)的依(yī)賴。而在這(zhè)其(qí)中(zhōng)電(diàn)動汽車(ElectricVehicle，Ev)就是完*隻依(yī)靠(kào)電能(néng)來驅動行駛的(dí)新(xīn)能源汽(qì)車(chē)，其特點相(xiāng)比於傳統(tǒng)燃(rán)油車更(gēng)環(huán)保(bǎo)，更(gēng)有效。所(suǒ)以目(mù)前(qián)各國為了(liǎo)應對(duì)資(zī)源枯(kū)竭(jié)與環境惡化的(dí)問題，都(dū)在(zài)大力推(tuī)廣(guǎng)電(diàn)動汽(qì)車(chē)。

雖(suī)然(rán)全球電動汽(qì)車及相關(guān)產業的發展非(fēi)常迅(xùn)速，各國(guó)也(yě)都(dū)製(zhì)定(dìng)相應(yīng)的(dí)補(bǔ)貼(tiē)政(zhèng)策(cè)來推動電動(dòng)汽車的高(gāo)速發(fā)展，但(dàn)是(shì)在電(diàn)動汽車高速(sù)發(fā)展的同時也產生了不少(shǎo)的隱患及(jí)問(wèn)題。明顯(xiǎn)的(dí)問(wèn)題是電(diàn)動汽車充電(diàn)樁數量(liáng)與電動汽(qì)車(chē)數量的不(bù)匹(pǐ)配(pèi)，高(gāo)峰(fēng)期會(huì)出現“車等(děng)樁(zhuāng)”的現(xiàn)象，低穀期則是充(chōng)電樁的冗(rǒng)餘(yú)。另(lìng)外，汽(qì)車(chē)充(chōng)電樁(zhuāng)的空間(jiān)分(fēn)布(bù)極不(bù)均匀(yún)，某些區(qū)域(yù)的充(chōng)電樁會過(guò)於集中，而有些區(qū)域則(zé)分(fēn)布零(líng)散(sàn)。由此帶來的(dí)直(zhí)接(jiē)影(yǐng)響(xiǎng)則(zé)直接關(guān)係(xì)到電動汽(qì)車充電時(shí)對(duì)於(yú)地(dì)區電(diàn)網的(dí)電能質量，由於(yú)充(chōng)電(diàn)時的(dí)諧波幹擾，會(huì)使網(wǎng)損(sǔn)並(bìng)使電(diàn)網功(gōng)率因數(shù)下降(jiàng)。隨著電動(dòng)汽車數(shù)量連年(nián)快速(sù)增(zēng)加(jiā)，電(diàn)動汽(qì)車充(chōng)電(diàn)時間與(yǔ)地(dì)點(diǎn)的(dí)隨機性強(qiáng)的特(tè)點(diǎn)會越來(lái)越明顯(xiǎn)的(dí)體(tǐ)現，無(wú)序充(chōng)電(diàn)對於配(pèi)電(diàn)網(wǎng)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)將(jiāng)會越來越(yuè)大(dà)，在(zài)係統(tǒng)負荷中的(dí)占比(bǐ)也(yě)將(jiāng)越來(lái)越(yuè)明(míng)顯。而如(rú)果無法即時(shí)對電動(dòng)汽車(chē)充(chōng)電(diàn)進(jìn)行合(hé)理分(fēn)配(pèi)，嚴(yán)重(zhòng)的情(qíng)況(kuàng)則是在(zài)用(yòng)電高峰(fēng)時期使得(dé)電(diàn)網(wǎng)發(fā)生(shēng)解(jiě)列與崩(bēng)潰的(dí)危(wēi)險。因此(cǐ)，電(diàn)動汽(qì)車(chē)充(chōng)電負荷的快速增長(cháng)以(yǐ)及(jí)大(dà)量電動(dòng)汽車的無序(xù)充電行(háng)為將對配電網的全(quán)新規劃(huá)以(yǐ)及負(fù)荷(hé)承擔能力(lì)提(tí)出(chū)新(xīn)的(dí)挑(tiāo)戰。

2 國(guó)內外發(fā)展現(xiàn)狀(zhuàng)

近年來(lái)各國逐(zhú)步重視並加(jiā)大(dà)了(liǎo)對電動汽(qì)車(chē)的推廣，電動(dòng)汽(qì)車數量也(yě)增長(cháng)的越來越(yuè)快(kuài)。圖(tú)

1展示(shì)了(liǎo)從(cóng)2015-2021年間(jiān)中國，美(měi)國(guó)和(hé)歐(ōu)盟(méng)的(dí)電(diàn)動汽(qì)車(chē)銷(xiāo)量變(biàn)化情(qíng)況，中(zhōng)國和歐盟的增(zēng)長幅度(dù)明顯，年平(píng)均增長(cháng)幅度(dù)分別達到(dào)58.6%和50.3%。

圖1中國，美國，歐(ōu)盟(méng)電(diàn)動(dòng)汽(qì)車銷(xiāo)量(liáng)

2.1電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)國外(wài)發(fā)展現狀(zhuàng)

在(zài)現行(háng)全球經濟環境(jìng)的(dí)背(bèi)景下(xià)，全(quán)球能(néng)源分(fēn)配和(hé)生(shēng)態環(huán)境係(xì)統麵(miàn)臨著(zhuó)雙重(zhòng)挑(tiāo)戰(zhàn)。作為目

前(qián)石油(yóu)消耗和二(èr)氧化(huà)碳(tàn)排放的(dí)大戶(hù)一一燃油汽車(chē)，需(xū)要對其的改革(gé)來減少對資(zī)源的(dí)消耗(hào)，而從目(mù)前全球電(diàn)動汽(qì)車的發展情況(kuàng)來(lái)看，以純電動(dòng)和燃(rán)料電池(chí)為主的純(chún)電驅動(dòng)技(jì)術將是電動汽(qì)車現階(jiē)段(duàn)的主(zhǔ)攻技術(shù)方(fāng)向(xiàng)和未(wèi)來長期目標(biāo)，而油電混動汽車(chē)和(hé)插(chā)電混動汽車則(zé)是短期內的過(guò)渡選擇。從目(mù)前的(dí)發展情況來(lái)看，全球(qiú)電(diàn)動汽(qì)車的(dí)發展依舊麵(miàn)l臨(lín)諸(zhū)多挑戰，對於(yú)關鍵(jiàn)技術(shù)突破，汽車製(zhì)造(zào)轉型，消(xiāo)費(fèi)者(zhě)對電(diàn)車的接納(nà)程度等還(huán)有待(dài)進(jìn)一步(bù)提(tí)升(shēng)。具體到(dào)各國，推動電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)發(fā)展(zhǎn)的依(yī)舊是美(měi)國，日(rì)本及歐(ōu)洲這(zhè)些的在(zài)電(diàn)動(dòng)汽(qì)車(chē)相關(guān)技術方麵的發(fā)展(zhǎn)起(qǐ)步較(jiào)早，而且也有各(gè)自的側(cè)。

2.2電動汽車(chē)國內發展(zhǎn)現狀(zhuàng)

在(zài)21世紀初(chū)期，我國便(biàn)已經開始對新能源汽(qì)車(chē)的部分(fēn)產業進行研(yán)發(fā)，從(cóng)2001年起新能源汽車項(xiàng)目(mù)被列入“863”重(zhòng)大科(kē)技課(kè)題起(qǐ)，就已(yǐ)經製(zhì)定了(liǎo)從“汽(qì)油車向氫動(dòng)力(lì)汽車(chē)邁進(jìn)”的戰(zhàn)略(lüè)。“十(shí)一五”期(qī)間(jiān)，作為重大發(fā)展(zhǎn)目(mù)標，新能源汽車的(dí)研(yán)發(fā)與(yǔ)發展備受(shòu)關注，提(tí)出了“節能型新能源(yuán)汽(qì)車(chē)”戰略(lüè)，並(bìng)大力扶持相關新能源汽(qì)車(chē)製造(zào)產(chǎn)業。自2009年(nián)起(qǐ)國務(wù)院通過對(duì)汽(qì)車產(chǎn)業的(dí)近(jìn)遠(yuǎn)期規劃(huá)，在此(cǐ)基礎上(shàng)執行以(yǐ)自主創新(xīn)為，以(yǐ)新(xīn)能(néng)源汽(qì)車為主(zhǔ)要突(tū)破口的(dí)新型新能(néng)源(yuán)汽車(chē)發展戰(zhàn)略，力爭(zhēng)在2025．2035年(nián)使(shǐ)國(guó)產(chǎn)新能源(yuán)汽(qì)車居於世(shì)界前列。根據《新能源汽車產業發(fā)展規(guī)劃(huá)(2021．2035年)》，我國將在(zài)“十(shí)四(sì)五(wǔ)”期(qī)間(jiān)對(duì)新能源汽(qì)車(chē)產(chǎn)業推進，著重(zhòng)發展(zhǎn)，加(jiā)快其在創新技(jì)術，產業生態及產(chǎn)業(yè)等(děng)方(fāng)麵的(dí)融(róng)合，同(tóng)時(shí)，根據《“十四五”規劃綱要(yào)》，“十四五”期(qī)間(jiān)，對(duì)於新能(néng)源汽車(chē)十分(fēn)重要(yào)的動力(lì)電(diàn)池續航(háng)等(děng)關鍵技(jì)術取(qǔ)得(dé)重(zhòng)大(dà)突破。

我國近(jìn)幾年電動(dòng)汽(qì)車及其相關行業(yè)的發展尤(yóu)為迅速(sù)，電動汽(qì)車的銷量與保有量(liáng)占(zhān)比(bǐ)也(yě)在逐年快速遞增，純電動(dòng)汽車在電動(dòng)汽(qì)車(chē)中的占比也越(yuè)來(lái)越(yuè)大，我國電(diàn)動汽(qì)車(chē)經過幾年的(dí)發(fā)展(zhǎn)已(yǐ)經形成“百花(huā)齊放”的局麵(miàn)。

3 電動(dòng)汽(qì)車(chē)充電(diàn)現狀

3.1電(diàn)動(dòng)汽車無序充電(diàn)現(xiàn)狀(zhuàng)

技(jì)術的進步(bù)不(bù)斷刺激(jī)著電(diàn)動汽車數(shù)量的快(kuài)速(sù)增加l酡(tuó)l。同(tóng)時(shí)，電動汽(qì)車(chē)作(zuò)為(wéi)移(yí)動(dòng)式(shì)儲能裝置，在削(xiāo)峰填(tián)穀，提供電(diàn)力係統輔助(zhù)服(fú)務，協(xié)同消(xiāo)納新(xīn)能源(yuán)等(děng)方(fāng)麵具有廣(guǎng)闊的應(yīng)用前(qián)景。但是，電(diàn)動汽車的無序充電可能會導致(zhì)電網(wǎng)的峰穀差加劇，電壓下降等(děng)不利(lì)影(yǐng)響，所以(yǐ)對於

電動汽(qì)車無序(xù)充電(diàn)的分析顯得尤為重(zhòng)要。

由(yóu)於電動汽車型號和種(zhǒng)類(lèi)上的多樣化，主(zhǔ)要分為(wéi)交(jiāo)流一(yī)級(jí)，交流(liú)二級(jí)和(hé)直流充(chōng)電電動(dòng)汽車，其充(chōng)電功率存(cún)在較大(dà)差(chà)別(bié)。電(diàn)動汽車的數量和(hé)充(chōng)電功(gōng)率對電網的影響不同(tóng)，所以(yǐ)分(fēn)析(xī)不同(tóng)充(chōng)電(diàn)功(gōng)率等級(jí)的(dí)比(bǐ)例(lì)，既能滿(mǎn)足用戶(hù)的需(xū)求在充電(diàn)連接時(shí)長獲(huò)取(qǔ)預期的充電電量，也能(néng)減少設備投資，降低電動汽(qì)車無序充(chōng)電(diàn)負荷的峰穀(gǔ)差(chà)。

3.2電動汽車有(yǒu)序(xù)充電(diàn)現狀

電(diàn)網於(yú)2019年(nián)10月(yuè)發布的《泛(fàn)在電(diàn)力物聯(lián)網(wǎng)*皮書2019》中(zhōng)指(zhǐ)出，電(diàn)動(dòng)汽(qì)車有序(xù)充(chōng)電通過將(jiāng)網，戶，樁(zhuāng)和車(chē)四者之間(jiān)充(chōng)分(fēn)聯(lián)係交互以(yǐ)及分層(céng)控(kòng)製，在(zài)感知(zhī)配變負(fù)荷(hé)變化的基礎上，智能(néng)動態(tài)調整(zhěng)充電時間(jiān)和功(gōng)率，優(yōu)化配變負(fù)荷(hé)運行曲(qū)綫(xiàn)，實(shí)現削峰填穀。既滿足用(yòng)戶(hù)充(chōng)電(diàn)需求，又(yòu)提升了配電網設備(bèi)和發電(diàn)設(shè)備的利用(yòng)率，降低了電(diàn)網和發電設備投資(zī)。

所以(yǐ)，針對(duì)目前(qián)電動(dòng)汽車有序(xù)充(chōng)電(diàn)的(dí)策略(lüè)研究主要(yào)從用(yòng)戶需(xū)求(qiú)側和(hé)電網(wǎng)供給(gěi)側兩(liǎng)方麵(miàn)進(jìn)行(háng)研(yán)究(jiū)。對於用(yòng)戶需求(qiú)側而(ér)言，在(zài)滿(mǎn)足電(diàn)動汽車(chē)用戶期望值之(zhī)後(hòu)應(yīng)當(dāng)盡(jìn)可(kě)能的使用(yòng)戶(hù)電動(dòng)汽(qì)車充電費用達(dá)到，以(yǐ)達到用(yòng)戶經(jīng)濟性的(dí)目的(dí)；而對(duì)於電(diàn)網供(gōng)給(gěi)側而(ér)言(yán)，主要的(dí)目的即(jí)在規模(mó)化的電動(dòng)汽(qì)車(chē)接入電(diàn)網(wǎng)後使(shǐ)電網(wǎng)的(dí)峰穀(gǔ)差達(dá)到(dào)，即“削峰(fēng)填穀”，包括減少(shǎo)配電網網損，降(jiàng)低電壓(yā)偏差以及(jí)削弱或消除電壓諧波(bō)等目(mù)標手段。

3.2.1考(kǎo)慮用戶(hù)需求側的有序充電(diàn)策(cè)略

通過(guò)以用戶為(wéi)核(hé)心，城(chéng)市(shì)配(pèi)電網規劃為(wéi)框(kuàng)架，分析討論隻(zhī)考慮電動汽車(chē)充電(diàn)行為(wéi)，考(kǎo)慮(lǜ)電動(dòng)汽(qì)車(chē)V2G行為(wéi)以及(jí)不考(kǎo)慮電動汽(qì)車(chē)V2G行為的(dí)城(chéng)市(shì)配(pèi)電(diàn)網(wǎng)規(guī)劃，論證(zhèng)了考(kǎo)慮電(diàn)動汽車(chē)V2G行為對(duì)降低配電網規(guī)劃(huá)總投資(zī)的(dí)必要(yào)性。從時空(kōng)上對電(diàn)動汽車(chē)用戶(hù)充

放(fàng)電(diàn)行(háng)為進(jìn)行引(yǐn)導，從時空(kōng)雙尺度(dù)上(shàng)給(gěi)出了電動(dòng)汽(qì)車有序充(chōng)放(fàng)電(diàn)策(cè)略來實現電網(wǎng)，用(yòng)戶及充(chōng)

電(diàn)站之間的資源均(jūn)衡(héng)分布，實(shí)現電(diàn)動汽車(chē)的(dí)時(shí)空分(fēn)布，但其涉(shè)及(jí)的節(jié)點(diǎn)數(shù)較少，未能滿足(zú)區(qū)

域(yù)復(fù)雜(zá)負(fù)荷。針(zhēn)對電動汽車(chē)和分布(bù)式(shì)能源(yuán)的資源(yuán)特性(xìng)，建(jiàn)立一種(zhǒng)基於(yú)粒子群(qún)優(yōu)化算(suàn)法(fǎ)的

調度策略(lüè)。通過電動(dòng)汽(qì)車充放(fàng)電負荷調節(jié)，實現分(fēn)布式(shì)能(néng)源(yuán)的並網消(xiāo)費，有效節(jié)約(yuē)分(fēn)布式能(néng)源的並網成(chéng)本，但缺(quē)少對(duì)電動(dòng)汽(qì)車運(yùn)營商(shāng)的市場(cháng)收(shōu)入的分(fēn)析(xī)。從空(kōng)間，時間(jiān)與(yǔ)功率維(wéi)度分(fēn)析電動(dòng)汽車(chē)充電(diàn)行(háng)為(wéi)特性(xìng)，並提出一(yī)種(zhǒng)用於(yú)改(gǎi)善(shàn)電網運行的充電(diàn)站(zhàn)選址(zhǐ)定(dìng)容優(yōu)化策略，但並未對(duì)二者進行(háng)結合研究。則(zé)以化網損和電壓(yā)偏移為(wéi)目(mù)標(biāo)建(jiàn)立(lì)電(diàn)網運(yùn)行(háng)的動態定(dìng)價(jià)優(yōu)化(huà)策略(lüè)，但卻缺少對(duì)區域性的整(zhěng)體(tǐ)分析(xī)。

3.2.2考(kǎo)慮電網供給(gěi)側(cè)的有序(xù)充電策略

通過建立充(chōng)電負荷預測影(yǐng)響因素(sù)概(gài)率(shuài)模型，提出了(liǎo)基(jī)於時刻充電概(gài)率的(dí)負(fù)荷預測方法，但未(wèi)對(duì)常(cháng)規(guī)負(fù)荷(hé)預(yù)測方法中存在(zài)的(dí)參(cān)數模(mó)型(xíng)設(shè)置(zhì)主觀(guān)，預測(cè)結果與用(yòng)戶隨機(jī)性駕(jià)駛行為不匹(pǐ)配(pèi)的(dí)缺陷進行(háng)規避(bì)。探討了以二次規劃和(hé)動態(tài)規劃(huá)為主(zhǔ)的隨即規(guī)劃對不同(tóng)滲透(tòu)率(shuài)的電動汽車接(jiē)入引起的(dí)電網網(wǎng)損(sǔn)與(yǔ)電壓變化進(jìn)行了(liǎo)對(duì)比。對(duì)充(chōng)電站(zhàn)的位置與規模(mó)化優化，並(bìng)基於(yú)電動汽車的路綫概率和到(dào)達(dá)公(gōng)園概率，優化(huà)了(liǎo)電動汽(qì)車的充電場(cháng)，平(píng)衡了配電網中(zhōng)的能量流。通過引(yǐn)入虛擬(nǐ)荷電狀(zhuàng)態對(duì)優化後(hòu)的充放電(diàn)行(háng)為進行修(xiū)正，在(zài)考(kǎo)慮(lǜ)電網測的調峰需求(qiú)和用(yòng)戶(hù)側(cè)的充(chōng)電需求(qiú)基礎(chǔ)上提(tí)出了分(fēn)時(shí)電(diàn)價動態優(yōu)化方(fāng)案，通(tōng)過動態更新每輛電(diàn)動(dòng)汽(qì)車入網(wǎng)實時電(diàn)價信(xìn)息實現了對電(diàn)動(dòng)汽(qì)車的(dí)有(yǒu)序充(chōng)放電優(yōu)化。

4 考慮用(yòng)戶(hù)需求(qiú)側的電(diàn)動汽車(chē)有序充(chōng)電策(cè)略

在(zài)電動汽(qì)車(chē)大規(guī)模無(wú)序接(jiē)入(rù)電網(wǎng)後，無序充(chōng)電負(fù)荷會(huì)對配電(diàn)網(wǎng)網損，電壓(yā)質(zhì)量產生不(bù)利(lì)影響(xiǎng)，所以為了(liǎo)減(jiǎn)少(shǎo)無序充(chōng)電(diàn)負荷(hé)對於電網(wǎng)的影(yǐng)響，需要(yào)有針對(duì)性的(dí)合(hé)理引導來規範(fàn)電動汽(qì)車的充(chōng)電行為(wéi)。所(suǒ)以(yǐ)本(běn)文(wén)結合分(fēn)析用(yòng)戶需求(qiú)側(cè)的電動汽車有(yǒu)序充(chōng)電來(lái)實現(xiàn)基(jī)於(yú)用(yòng)戶(hù)需求(qiú)側的改進鯨魚(yú)優(yōu)化算法的電動汽(qì)車有序(xù)充(chōng)電優(yōu)化。

4.1基(jī)於(yú)用戶(hù)需求(qiú)側(cè)響應(yīng)的(dí)原(yuán)理

需求(qiú)側(cè)響(xiǎng)應是(shì)指由外部原因(yīn)的(dí)影(yǐng)響造(zào)成電力市(shì)場價格上(shàng)漲或者(zhě)係統安全(quán)性受到一定(dìng)影(yǐng)響時(shí)，由供電用(yòng)戶(hù)通過(guò)與供電(diàn)方(fāng)的誘導(dǎo)力在(zài)供電(diàn)價格(gé)補(bǔ)償上(shàng)達成補償合同或方(fāng)案，通過改變用戶(hù)固(gù)有的用電習慣來減輕或者轉移某段(duàn)時(shí)間(jiān)內的用電(diàn)負(fù)荷(hé)，電(diàn)價(jià)上(shàng)升(shēng)，保障(zhàng)電(diàn)力供應的穩定(dìng)。對(duì)於(yú)電動汽車用戶則可以靈(líng)活(huó)根據充電電(diàn)價(jià)的(dí)變化來合(hé)理(lǐ)安排充電計劃。此充(chōng)電(diàn)方式(shì)不(bù)僅(jǐn)能(néng)減(jiǎn)輕對(duì)電網的影響(xiǎng)，更(gēng)能(néng)提升(shēng)用戶(hù)充電的經濟性。

目前對於(yú)用(yòng)戶需求(qiú)側響應的分(fēn)析(xī)可(kě)分(fēn)為一下(xià)兩種(zhǒng)：

4.1.1用(yòng)戶激勵(lì)型(xíng)需求(qiú)側響(xiǎng)應

（1）事先與係統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商簽(qiān)訂協議；

（2）在運行商對用(yòng)戶發(fā)出(chū)需(xū)求側響應(yīng)時，在係統(tǒng)安全運行的(dí)前提(tí)下，係統(tǒng)運營(yíng)商(shāng)根(gēn)據所簽(qiān)協議(yì)切除負荷(hé)；

（3）在(zài)負荷切(qiē)除後或調整(zhěng)結束後，運行商根據所(suǒ)簽協議對(duì)用戶進(jìn)行(háng)相應(yīng)的(dí)補(bǔ)償。

4.2.2用戶價格型需求側(cè)響應(yīng)

（1）運營(yíng)商製定(dìng)多(duō)種電(diàn)價(jià)機(jī)製；

（2）根(gēn)據不同用(yòng)戶對(duì)電價(jià)的敏感(gǎn)程(chéng)度來合(hé)理引(yǐn)導用戶(hù)調(tiáo)整用電負荷。

4.2基於用戶側(cè)的(dí)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電策(cè)略

4.2.1有(yǒu)序充(chōng)電過程及(jí)策略

為了(liǎo)使電(diàn)動汽車充(chōng)電對電網的不(bù)利影響降至(zhì)，提高電網的(dí)穩(wěn)定性，對(duì)於目(mù)前的電力市場主要是采用的(dí)是(shì)價格型需求(qiú)響應(yīng)，即(jí)以分(fēn)時(shí)電價(jià)為主的響應需求(qiú)。對於電網(wǎng)而言，在用(yòng)電高(gāo)峰(fēng)期合理(lǐ)的引導(dǎo)電動汽車(chē)用戶(hù)減(jiǎn)少充(chōng)電(diàn)，減(jiǎn)輕(qīng)對(duì)電網的(dí)負荷壓力，在用(yòng)電(diàn)低穀(gǔ)期(qī)又積(jī)極鼓勵(lì)用戶充電來(lái)充(chōng)分(fēn)補(bǔ)償穀值，通(tōng)過(guò)引導來逐(zhú)步(bù)改變(biàn)用(yòng)戶的(dí)常規(guī)充電(diàn)時間(jiān)，逐漸實現(xiàn)“削峰填穀”的(dí)作用(yòng)，這是一(yī)種傳統的(dí)電(diàn)動汽車(chē)有序(xù)充(chōng)電(diàn)策略。

但對於(yú)現階(jiē)段大(dà)部分地(dì)區(qū)的(dí)分時電(diàn)價價(jià)格(gé)均(jūn)已負荷時(shí)段所(suǒ)對應的(dí)分時(shí)電價(jià)設定完成，對於每日即(jí)時性(xìng)的改(gǎi)變電價策(cè)略較(jiào)難實現(xiàn)，另外每天的實際負荷(hé)也在(zài)動態性(xìng)的(dí)改(gǎi)變，所(suǒ)以在實(shí)際中概率(shuài)會(huì)出(chū)現與該時段(duàn)分時電價(jià)難(nán)以(yǐ)匹配的問(wèn)題。若(ruò)峰值電價時段過長(cháng)但(dàn)電動(dòng)汽車充(chōng)電(diàn)幾乎很少，或者(zhě)峰(fēng)穀(gǔ)電價時(shí)段過(guò)短(duǎn)但充電車輛(liàng)過(guò)多，二者(zhě)均(jūn)會(huì)對係(xì)統造(zào)成利的(dí)影(yǐng)響。

由於(yú)實(shí)際配電網中的電動汽車(chē)充(chōng)電負荷既包括有序充(chōng)電(diàn)負荷還包(bāo)括(kuò)無序充(chōng)電(diàn)負(fù)荷(hé)。對(duì)於實際配(pèi)電網中含有這(zhè)兩(liǎng)部(bù)分(fēn)負荷應分別優(yōu)化。對(duì)於(yú)電動(dòng)汽(qì)車(chē)充(chōng)電(diàn)過程(chéng)首先應確定配電(diàn)網(wǎng)模(mó)型，根據配(pèi)電(diàn)網(wǎng)結構(gòu)及初始(shǐ)負(fù)荷來設(shè)置(zhì)部分(fēn)節點(diǎn)為(wéi)有(yǒu)序(xù)充(chōng)電(diàn)節點，部(bù)分(fēn)為無序充電節(jié)點(diǎn)。

電動(dòng)汽車有序充電(diàn)部(bù)分應根據(jù)配電(diàn)網(wǎng)中(zhōng)電動汽(qì)車(chē)的(dí)覆蓋(gài)率，對(duì)各個節(jié)點(diǎn)按照初始(shǐ)負荷(hé)占據總(zǒng)負(fù)荷的(dí)比(bǐ)例來(lái)分(fēn)配一定量(liáng)的(dí)電(diàn)動汽(qì)車。而(ér)且由(yóu)於實(shí)際配電網(wǎng)中(zhōng)這(zhè)兩(liǎng)部分同時存在(zài)，所以在有(yǒu)序充電優化(huà)時需要考(kǎo)慮(lǜ)無(wú)序(xù)充(chōng)電負荷。考慮(lǜ)到(dào)願意(yì)參與(yǔ)有序(xù)充電的用(yòng)戶(hù)有(yǒu)限(xiàn)，所以(yǐ)針對(duì)這(zhè)部分有序(xù)充電(diàn)用戶(hù)引入(rù)有序(xù)充電用戶(hù)響(xiǎng)應度，用來表示(shì)參(cān)與(yǔ)有序充電的電動(dòng)汽車數量(liáng)占電動(dòng)汽車(chē)總量的(dí)比(bǐ)例(lì)。需要在新(xīn)的基礎(chǔ)負(fù)荷(hé)上(shàng)對有序充電(diàn)的(dí)電(diàn)動汽(qì)車在(zài)充電的(dí)時間段和(hé)充(chōng)電空(kōng)間(jiān)上分(fēn)別進行(háng)優(yōu)化(huà)，將電(diàn)動汽車(chē)有序充電負荷疊加至(zhì)新(xīn)的(dí)基礎(chǔ)負荷(hé)上(shàng)，並(bìng)通過(guò)采(cǎi)取(qǔ)優(yōu)化(huà)算法來得到(dào)優化(huà)後的係(xì)統負荷(hé)時(shí)空分(fēn)布(bù)。

5安科瑞充電(diàn)樁收費(fèi)運營(yíng)雲(yún)平台助(zhù)力有序充電開(kāi)展(zhǎn)

5.1概(gài)述

AcrelCloud-9000安(ān)科瑞(ruì)充電柱收費(fèi)運營雲平台係統(tǒng)通(tōng)過物聯網技(jì)術對接(jiē)入(rù)係統(tǒng)的(dí)電動電(diàn)動自(zì)行車充電(diàn)站以(yǐ)及各個充(chōng)電(diàn)整(zhěng)法(fǎ)行(háng)不(bù)間(jiān)斷(duàn)地數據(jù)采集(jí)和(hé)監控(kòng)，實時(shí)監控充電樁(zhuāng)運行(háng)狀態(tài)，進(jìn)行(háng)充電服(fú)務(wù)，支(zhī)付管(guǎn)理，交易(yì)結(jié)算(suàn)，資要管理，電能管理(lǐ)，明(míng)細(xì)查詢等。同時(shí)對充電(diàn)機(jī)過(guò)溫保(bǎo)護(hù)，漏電(diàn)，充(chōng)電機輸(shū)入(rù)/輸(shū)出(chū)過壓，欠壓(yā)，絕(jué)緣(yuán)低各(gè)類故障(zhàng)進行預(yù)警(jǐng)；充(chōng)電樁支(zhī)持以(yǐ)太網，4G或WIFI等(děng)方(fāng)式接入互聯(lián)網，用戶通過微信，支付(fù)寶，雲閃付(fù)掃(sǎo)碼充電(diàn)。

5.2應用場所(suǒ)

適用於(yú)民(mín)用建(jiàn)築，一(yī)般(bān)工(gōng)業建(jiàn)築，居(jū)住(zhù)小區(qū)，實(shí)業(yè)單位(wèi)，商(shāng)業(yè)綜合體，學校，園區等充電(diàn)樁模式的充(chōng)電基礎設施設計。

5.3係(xì)統(tǒng)結(jié)構(gòu)

係統(tǒng)分(fēn)為(wéi)四層(céng)：

1）即(jí)數據采集層(céng)，網絡(luò)傳(chuán)輸(shū)層(céng)，數據層和客(kè)戶(hù)端(duān)層。

2）數據采集(jí)層：包括電瓶(píng)車智(zhì)能充(chōng)電樁通訊協議為(wéi)標(biāo)準modbus-rtu。電瓶(píng)車智能(néng)充(chōng)電樁(zhuāng)用於采集(jí)充電(diàn)回(huí)路(lù)的電力(lì)參(cān)數，並(bìng)進行電能計量和(hé)保護(hù)。

3）網絡(luò)傳輸層(céng)：通過(guò)4G網絡將數(shù)據上(shàng)傳(chuán)至(zhì)搭建好的數據庫(kù)服(fú)務器(qì)。

4）數(shù)據層(céng)：包含應用服(fú)務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署(shǔ)數(shù)據(jù)采(cǎi)集服務(wù)，WEB網站，數據服務器(qì)部署實(shí)時數據(jù)庫(kù)，歷(lì)史數據庫，基礎數據(jù)庫。

5）應(yīng)客戶(hù)端(duān)層：係(xì)統(tǒng)管(guǎn)理(lǐ)員(yuán)可(kě)在(zài)瀏覽器中(zhōng)訪問(wèn)電瓶車充電樁(zhuāng)收費平(píng)台(tái)。終端(duān)充電用戶(hù)通(tōng)過(guò)刷卡掃(sǎo)碼的(dí)方式(shì)啟動充電(diàn)。

小區(qū)充(chōng)電(diàn)平(píng)台功能主要涵蓋充(chōng)電設施智能(néng)化大屏，實時監控(kòng)，交(jiāo)易管(guǎn)理(lǐ)，故障(zhàng)管理(lǐ)，統計(jì)分析，基(jī)礎(chǔ)數據管(guǎn)理等功能，同時(shí)為運維人員(yuán)提供運維(wéi)APP，充電用戶提供(gōng)充電小程序。

5.4安(ān)科(kē)瑞充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)雲平台係(xì)統功(gōng)能

5.4.1智能(néng)化(huà)大(dà)屏(píng)

智(zhì)能(néng)化大屏展示站(zhàn)點分布(bù)情(qíng)況，對設備狀(zhuàng)態(tài)，設備使(shǐ)用率，充電(diàn)次數，充(chōng)電時長(cháng)，充電金(jīn)額，充電度數，充電樁故障(zhàng)等進行統計顯示(shì)，同(tóng)時可查看(kàn)每個(gè)站點(diǎn)的站(zhàn)點(diǎn)信(xìn)息，充電(diàn)樁(zhuāng)列(liè)表(biǎo)，充電記錄，收(shōu)益，能耗，故障記錄(lù)等(děng)。統一管(guǎn)理小區(qū)充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)，查看(kàn)設備(bèi)使用率，合(hé)理分(fēn)配(pèi)資(zī)源(yuán)。

5.4.2實時(shí)監(jiān)控(kòng)

實(shí)時監視充電設(shè)施運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)況，主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括(kuò)充電樁運(yùn)行(háng)狀態，回路(lù)狀態(tài)，充電過程(chéng)中的充(chōng)電電量(liáng)，充電電(diàn)壓電(diàn)流，充電樁(zhuāng)告警(jǐng)信(xìn)息等。

5.4.3交(jiāo)易(yì)管(guǎn)理

平台管理(lǐ)人(rén)員(yuán)可管理(lǐ)充(chōng)電用戶賬(zhàng)戶，對其進行賬(zhàng)戶進(jìn)行充(chōng)值(zhí)，退(tuì)款，凍結，注(zhù)銷等操作，可查看小(xiǎo)區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

設備自(zì)動上報故(gù)障信息，平台管(guǎn)理(lǐ)人(rén)員可通(tōng)過(guò)平(píng)台(tái)查看故(gù)障(zhàng)信息並進行派發處(chǔ)理，同(tóng)時(shí)運維人員可通(tōng)過(guò)運維(wéi)APP收(shōu)取故障推送(sòng)，運維人員在(zài)運維(wéi)工作完成後(hòu)將結果(guǒ)上報。充(chōng)電用(yòng)戶也可(kě)通(tōng)過(guò)充電小(xiǎo)程序(xù)反饋現(xiàn)場問(wèn)題。

5.4.5統(tǒng)計分(fēn)析

通過係統平(píng)台，從(cóng)充電(diàn)站點(diǎn)，充電設(shè)施(shī)，，充電時(shí)間，充(chōng)電方式等不同角度，查詢充電(diàn)交易統(tǒng)計信息(xī)，能耗統(tǒng)計(jì)信(xìn)息(xī)等(děng)。

5.4.6基礎數(shù)據管理

在係(xì)統平台建立運(yùn)營(yíng)商戶，運營商(shāng)可建立和管(guǎn)理其(qí)運營(yíng)所(suǒ)需(xū)站點(diǎn)和充(chōng)電設(shè)施，維(wéi)護充電(diàn)設(shè)施(shī)信(xìn)息，價格(gé)策(cè)略，折扣，優(yōu)惠活(huó)動(dòng)，同(tóng)時(shí)可管(guǎn)理在綫(xiàn)卡用戶充值(zhí)，凍結和解(jiě)綁。

5.4.7運(yùn)維(wéi)APP

麵(miàn)向運維人員(yuán)使用，可(kě)以(yǐ)對站(zhàn)點和充電(diàn)樁(zhuāng)進(jìn)行(háng)管理，能夠(gòu)進行(háng)故(gù)障閉(bì)環處理(lǐ)，查詢流(liú)量卡(qiǎ)使(shǐ)用情(qíng)況，查詢充(chōng)電\充值(zhí)情況，進(jìn)行(háng)遠程(chéng)參(cān)數設(shè)置，同(tóng)時(shí)可(kě)接收(shōu)故(gù)障推送

5.4.8充電小程序

麵(miàn)向充(chōng)電用戶(hù)使用，可查(chá)看附近空(kōng)閒設備(bèi)，主要包含(hán)掃(sǎo)碼(mǎ)充電，賬(zhàng)戶充值(zhí)，充電卡(qiǎ)綁定(dìng)，交易(yì)查(chá)詢，故(gù)障申訴等功(gōng)能。

5.5係統硬(yìng)件配(pèi)置(zhì)

6.總(zǒng)結

電(diàn)動(dòng)汽車因其(qí)汙染(rǎn)小，噪(zào)聲低等(děng)特(tè)點(diǎn)未來(lái)在(zài)我(wǒ)國(guó)汽車總量(liáng)的(dí)占比勢必會快(kuài)速上升，而(ér)且近些(xiē)年(nián)對於電(diàn)動汽車製定的優(yōu)惠政策(cè)也會促使(shǐ)電動汽車銷(xiāo)量(liáng)上漲，但是(shì)隨著(zhuó)電(diàn)動汽車用(yòng)戶的(dí)規模越來越(yuè)大，相應的電動(dòng)汽(qì)車(chē)在充電時充電負荷(hé)對(duì)電網運行穩定性也將帶(dài)來(lái)不(bù)可忽視(shì)的影響，尤其(qí)是(shì)對(duì)於(yú)配(pèi)電網(wǎng)峰穀差(chà)，配電網網損等方麵(miàn)的影響必(bì)將(jiāng)成為(wéi)亟(jí)待解決(jué)的(dí)問(wèn)題。

宏(hóng)觀上(shàng)講，電(diàn)動汽車用(yòng)戶出行(háng)規(guī)律及(jí)其行駛(shǐ)習(xí)慣在一(yī)定(dìng)程(chéng)度(dù)上(shàng)對(duì)電動汽車的充電(diàn)產生較(jiào)為明顯(xiǎn)的影響，通過分(fēn)析電(diàn)動(dòng)汽車用(yòng)戶平均(jūn)返回(huí)概率(shuài)模擬(nǐ)出用戶的日均(jūn)行駛裏程，通過對區(qū)域(yù)內(nèi)充(chōng)電(diàn)站電動(dòng)汽車分(fēn)析(xī)模擬出(chū)電動(dòng)汽車的(dí)充電負(fù)荷(hé)曲綫，對(duì)於(yú)影響(xiǎng)電動汽車(chē)無(wú)序(xù)充電的(dí)因(yīn)素有了(liǎo)較(jiào)為充分的分析(xī)。

通過(guò)考慮(lǜ)基於用(yòng)戶需(xū)求側(cè)的(dí)有序充電策略(lüè)，分析了有(yǒu)序充電過(guò)程中(zhōng)的約(yuē)束要求(qiú)，實現(xiàn)了(liǎo)有(yǒu)序(xù)充電(diàn)負(fù)荷的優化，配(pèi)電網網損的優(yōu)化來實(shí)現了電網(wǎng)運(yùn)行(háng)的(dí)經濟性(xìng)，實(shí)現(xiàn)了用(yòng)戶(hù)充電費用的來(lái)實(shí)現(xiàn)電費充(chōng)電(diàn)的經濟性(xìng)。

參(cān)考文獻：

1. 謝拴蝰(kuí).電動(dòng)汽車無序(xù)充(chōng)電(diàn)對(duì)配電網的影響及有序充電(diàn)優(yōu)化

[2] 曾(zēng)雅文．電動(dòng)汽車(chē)充電(diàn)基礎設施規劃

[3] 安(ān)科(kē)瑞企(qǐ)業(yè)微電網設計與(yǔ)應用手(shǒu)冊(cè).2022.05版(bǎn)