用于电动汽车动态充电的需求侧管理

用于电动汽车动态充电的需求侧管理

电动汽车能够有效减少化石能源的使用，从而减缓全球变暖发生的趋势。采用动态充电的方法能够增加电动汽车的续驶里程，减小车载电池尺寸和降低相应的成本，同时可最大限度地减少因充电而造成的行驶停止，增加行驶过程的舒适性。由于电动汽车接入电网具有随机性和间歇性，因而导致电力系统运行的复杂程度大大增加。对此，出现了电力需求侧管理（DSM）的概念，其能够提高电动汽车用电效率、优化电网的资源配置，满足电动汽车充电的同时可保证电网运行稳定。目前制定的电力DSM方案主要针对电动汽车采用静态充电方式时，当将该方案应用在电动汽车采用动态充电方式时，需要对所使用的电力DSM方案进行评价。

常用的电力DSM方案包括集中式控制方案、分布式控制方案和分层控制方案3种。其中，基于加性增加乘性减少（AIMD）算法的分布式控制方案最适用于电动汽车的动态充电。在应用该控制方案时，控制中心根据AIMD算法计算控制信号并传播至电动汽车。电动汽车根据接收到的控制信号，结合本地约束（如电动汽车的结构等多方面设计约束）进行本地决策，并将决策结果反馈给控制中心。控制中心根据决策结果修正控制信号，重复迭代上述过程，直至达到控制目标。控制中心与电动汽车之间的通信采用802.11p协议。使用道路交通仿真软件VEINS对基于AIMD算法的分布式控制方案进行仿真。仿真设定动态充电的车道长度为1km，且在道路两侧设置路侧单元（RSU）用来实现拥塞控制，设定车速50km/h。仿真结果显示，基于AIMD算法的分布式控制方案可以在电动汽车的动态充电情况下应用，且在满足电动汽车充电需求的同时还能实现充电费用最小化。

刊名：IEEE Transactions on Industrial Electronics（英）

刊期：2016年第63期

作者：Theodoros V.Theodoropoulos

编译：王祥