电动汽车最优充放电策略研究

刘勇+那佳琪+高原

摘 要：随着插入式混合电动汽车（PHEVs）规模化使用，其充放电过程将对电网的安全经济运行造成重要的影响。文章根据有关PHEVs市场渗透率、行程的概率分布等数据资料对一天内PHEVs充放电流量做了细致的预测。建立了以电价为引导因素的调度模型，对含有PHEVs的电力系统中的火电机组进行负荷经济分配并制定PHEVs充放电策略。

关键词：插入式混合动力电动车；充放电策略；经济调度；V2G；电力系统

PHEVs电力需求为动力电池、充电设施、用户行为3方面。用户的行为习惯影响充电需求的时间分布、决定PHEVs充放电行为，主要包括开始充电时刻和日行驶里程2个方面。行程与充电持续时间相关。文献[1]的方法，考虑充放电开始时间和不同类型PHEVs日行程的概率分布。

Unifrnd函数产生充电时间内均匀分布的随机数，模拟接入时刻（取整）。起始时刻加上时长得到充电结束时刻（取整）。依次得到每辆PHEV具体的充电时段，叠加在横坐标为时刻，纵坐标为功率的坐标图上得到PHEVs充电功率图。

因此， PHEVs的充放电可以对系统总负荷进行削峰填谷，提高系统运行的经济性。

文献[2]提出一种以车主的经济效益最大化为目标的PHEV充放电策略，充或放取决于实时电价和PHEVs油价，充放电策略可以自动适应动态电价。本文从系统的角度制定PHEVs充放电策略。

1 价格峰谷比为2：1（负荷高峰期电价高，负荷低谷期电价低）

分析：当电价有一定峰谷比，且在高峰期电价高，低谷期电价低，可以较好地引导PHEVs在低谷期充电，在高峰期放电，能较好地削峰填谷，一天内放电总量较上文策略明显增加。（如图2）

2 价格峰谷比为6：1（负荷高峰期电价高，负荷低谷期电价低）

分析：峰谷比进一步提高，价格的引导作用进一步加强，从图3中可以看出，PHEVs的充放电策略很好地满足了在负荷高峰期向电网放电，负荷低谷期完成充电的要求，非常好地平抑了电网峰谷差，而且一天内总的放电量进一步增加。

3 PJM电价

分析：这条PJM的电价曲线较为反常，晚上负荷高峰期时电价很低，甚至出现负电价，导致PHEVs在晚上用电高峰期对电网的放电量很小，没有起到削峰作用。从图4中可看出夜间填谷作用较明显，但削峰作用很差，PHEVs负荷后的总负荷虽然峰谷差率有所改善，但之于其他充放电策略，负荷峰谷差率不理想。

4 和负荷曲线相同的电价

分析：这条电价曲线和负荷曲线完全一致，很好地引导PHEVs充放电，削峰填谷作用明显，峰谷差率较理想。图5中PHEVs充放电的峰、谷值和电网常规负荷的谷、峰值几乎完全对应。

选择适当的电价，尤其是负荷高峰期高电价，负荷低谷期低电价的电价曲线可以较好地引导PHEVs充放电，以调控电网负荷，减小峰谷差率，提高电网运行效率和可靠性。

5 结束语

研究中将电价加到目标函数中，结果显示，在合理的电价引导下，PHEVs的充放电策略可以很好地引导PHEVs在负荷低谷期充电，在负荷高峰期放电。一定程度上调控电网负荷，削峰填谷，減小电网的峰谷差率和供电压力。

参考文献

[1]杨洪明，熊脶成，刘保平.插入式混合电动汽车充放电行为的概率分析[J].电力科学与技术学报，2010，25（3）.

[2]Federal Highway Administration， US Department of Transportation. National household travel survey[EB/OL]. http：/ /nhts.ornl.gov/tables09/FatCat. aspx，2010-07-10.

[3]Wikipedia， the free encyclopedia. PJM Interconnection[EB/OL].http：//en.wikipedia.org/wiki/PJM_Interconnection，2011-3-31.

[4]Russell C.Eberhart， Yuhui Shi. Particle Swarm Optimization： Developments， Application and Resources[C].Evolutionary Computation， 2001. Proceedings of the 2001 Congress on. 27 May 2001-30 May 2001.