[发明专利]一种基于峰谷分时电价的电动汽车有序充电控制方法

说明书

本发明公开了一种基于峰谷分时电价的电动汽车有序充电控制方法，根据电动汽车充电特性及用户出行习惯，使用蒙特卡洛模拟得出电动汽车的充电需求，构建出电动汽车有序充电优化策略，再通过建立电动汽车总充电费用最低和配电网负荷峰谷差最小为目标的两阶段优化模型，以达到最优充电费用和平抑电网负荷峰谷差的目的，保证了用户的经济性及电网的稳定性，最后通过搭建基于MATLAB的CPLEX求解此两阶段优化模型，求解速率快，效率较高，且有效降低无序充电对电网的影响，实现电动汽车的有序充电控制。

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于峰谷分时电价的电动汽车有序充电控制方法。

背景技术

为了降低传统燃油汽车对环境的污染及减少对石油资源的消耗，电动汽车因此得到了迅速的发展。电动汽车在节能减排、遏制气候变暖等方面有着传统燃油汽车无法比拟的优势，但电动汽车的充电地点和充电时间均具有一定分散性及随机性，随着电动汽车的保有量快速提高，这势必会对电网的运行带来不可忽视的影响，因此需要对充电行为进行有序控制。

针对电动汽车的有序充电，国内外学者开展了大量的研究。文献“李秋硕，肖湘宁，郭静.电动汽车有序充电方法研究.电网技术，2012，36(12)：32-38.”提出了顾及电网网损的电动汽车有序充电方法，对电网负荷的最大值及最小值进行优化，从而降低电网负荷峰谷差。虽然此方案在一定程度上保证了电网的安全运行，却没有考虑电动汽车的充电经济性。

文献“孙晓明，王玮，苏粟.基于分时电价的电动汽车有序充电控制策略设计[J].电力系统自动化，2013，37(1)：191-195.”中，则提出了一种以电动汽车充电费用最低及充电开始时间最早为目标的充电策略，并且对分时电价时段重新进行划分，从而提高电动汽车用户对有序充电的响应程度。但是此方案会导致大量的电动汽车集中在夜间电价谷时段进行充电，容易产生新的负荷尖峰，影响电网的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于峰谷分时电价的电动汽车有序充电控制方法，在满足电动汽车充电需求的前提下，尽可能地提高电网运行的稳定性及电动汽车充电的经济性的问题，通过建立多目标优化模型，以减弱大规模电动汽车无序充电给电网带来的冲击。

为实现上述发明目的，本发明一种基于峰谷分时电价的电动汽车有序充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、综合电动汽车充电特性及用户出行习惯因素，建立电动汽车无序充电负荷模型；

设电动汽车充电以恒定功率充电；

设用户日行驶里程R的概率密度函数服从于对数正态分布，即：

设用户抵达时间T_b的概率密度函数服从于正态分布，即：

其中，μ_s为正态分布的均值，σ_s为标准差；

设最后一次行程结束时刻即为开始充电时间，根据充电功率、用户日行驶里程R和用户到达时间T，建立电动汽车无序充电负荷模型；

其中，T_c为充电时长，B为电动汽车的电池容量，η为充电效率，p为电动汽车的充电功率，SOC为电动汽车的起始充电时的荷电状态，R_m为电动汽车电池充满后可以行驶的里程数；

(2)、分阶段建立优化模型，进而调整电动汽车的充电负荷；

(2.1)、建立第一阶段的优化模型

以电动汽车总充电费用最低为目标，建立第一阶段的最低充电费用模型：