浅谈基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电策略

黎鹏

摘 要：基于对动态分时电价的电动汽车充电站有序充电策略研究。首先，分析电动汽车充电站有序充电将会对电网的安全运转以及电动汽车更好发展产生具有重要意义。然后，对电动汽车充电当中的电池特性、出行习惯与要求特性等进行阐述。最后，给出动态分时电价的电动汽车充电站有序充电有效策略，其中包括直接充电负荷控制策略与电价引导策略等。

关键词：电动汽车；充电站；有序充电；分时电价

近年来随着全球气候变暖，自然灾害频发，能源紧缺等问题日渐严重。人们越来越注重环境保护，绿色出行、低碳环保、维护生态平衡等意识逐渐提高。电动汽车的使用能够不依靠化石燃料，而且可以达到零排放的效果。电动汽车的这一效果在全世界范围内受到关注，所以汽车已经逐渐迈进电动时代。我国政府需要抓住机会，加大对电动汽车的资金投入与技术投入，时刻关注电动汽车发展动向。根据相关调查预测表明，到2030年我国电动汽车将会到达六千万辆。大量电动汽车没有秩序的进行充电，特别是在高峰期充电时，将会对电网安全运行造成影响，电动汽车如何有序充电是人们面临的一个重要问题。本文将针对动态分时电价下，电动汽车充电站有序充电策略进行相应阐述。

1 基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电的意义

因为电动汽车能够达到零排放，保护环境、节约能源的作用，所以在全世界范围内得到广泛关注。大量电动汽车一同充电时，将会对电网的正常运转造成负荷，对其安全运转将会产生严重影响。尤其在电动汽车的接入过程中，电网负荷将急剧增长，如果在此时还缺少充电协调工作，那么电网的负荷峰谷差将会持续增加[1]。近些年，为解决大量电动汽车充电时产生的电网问题，国内外的专家学者结合用户实际充电情况，给出一系列电动汽车有序充电的有效策略。

例如，积极引进有序充电基本概念，从而建设出以电动汽车削峰填谷为最终目的的峰谷电价时段最优化模型，然后再利用遗传算法展开对时段方案规划工作。还提出在小区内建设充电桩方式，主要将配电线路与变电站符合均衡为最终目的，从而实现小区内电动汽车的有序充电。在保证用户需求得到满足，配电变压器容量控制在有效范围内的基础上。建设局部峰谷差最小优化模型，以及充电站效益最大化优化模型。基于动态分时电价下，保证用户成本，保证电网负荷波动在有效范围内，进而建设出充放电有效策略。采用各种有效电动汽车充电站有序充电策略，不仅可以使电网安全得到有效保障，还可以保证电动汽车的电能使用。

2 电动汽车充电特性分析

2.1 电池特性

通常情况下，电动汽车当中的电池主要以锂电池为主，而锂电池经常利用三段式充电法，在锂电池充电过程中与恒功率充电大致相同。本文以具有标志性的江淮iEV5等电动汽车的电池为主，它的电池容量大概是每小时二十八千瓦，百公里耗电量大概为每小时十三千瓦，每个电池可以走两百公里路程[2]。通常情况下，将会在五小时到八小时之内充满电量。电动汽车在进行充电时，充电站将会从电动汽车当中的电池管理系统中获得真实有效电动汽车电池数据，从而对数据进行详细分析，进而制定出科学合理的充电分时电价时段。与此同时，还要将降低电网谷峰差值作为电动汽车有序充电的最终目的，如此可以降低电网的运行成本与投资成本，进一步提升充电设备的使

用率。

2.2 出行习惯与要求特性

用户出行要求与出行习惯主要是指，用户电动汽车的行驶里程、出行时间以及返回时间等。各种各样的因素将会对用户电动汽车充电时间产生直接影响，但是从目前电动汽车发展当中不难看出，电动汽车出行的真实有效数据的收集仍然没有得到有效保障，通常情况下，依然认为电动汽车与传统汽车一样，电动汽车的使用对用户的出行时间不会产生影响。因为电动汽车充电将会对用户利益以及电网企业利益产生影响，所以在对用户电动汽车充电进行控制时，要尽可能降低电网谷峰差，而且还要保证电网安全运转，用户充电需求也需要及时满足电网分时定价可以根据用户不同时段用电实际情况，制定不同电价水平，这样不仅可以激励发电部门以及用户个人的削峰填谷，还可以使电力资源得到有效利用，起到节能环保的效果。

3 基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电有效策略

3.1 直接充电负荷控制策略

为降低电动汽车在充电过程中对电网安全造成的影响，可以采用直接充电负荷控制方法，从而有效实现电动汽车充电站的有序充电。直接充电负荷控制法，主要是由电动汽车充电服务运营商、以及配电网调度部门等，在对电动汽车的分时充电电价，以及充电需求等进行深入研究与分析前提下，对电动汽车充电桩进行直接控制，调整充电桩功率大小，从而实现电动汽车的有序充电[3]。在动态规划数学模型以及二次规划配电网前提下，对电动汽车充电采用协调控制方式，可以有效节约电能，提高电能利用率。

通过对配电网负载率、符合波动以及馈电网损算方面关系的研究，给出有效降低网损充电方式，并且电动汽车能够实现有序快速充电。还可以以降低配电网网损为最终目的，研究出在线控制方法对电动汽车有序充电进行管理。同时可以利用电动汽车换电模式两阶段，实现电动汽车有序充电。集中求解将其接入到同一个变压器当中，采取少量电动汽车有序充电数学模型。还要采用对偶上升的方式，对其进行求解。目前直接充电负荷控制法，通过利用求解数学优化模型，将电动汽车充电功率控制在有效范围，从而实现电动汽车的有序

充电。

3.2 电价引导策略

为降低电动汽车在充电过程中对电网安全造成的影响，可以在电动汽车充电过程中采用电价引导法，从而有效实现电动汽车的有序充电工作。电价引导法主要是电动汽车充电服务供应商，按照系统实际运行情况，对电价实行分时优惠政策，用户可以根据电动汽车电量实际情况进行充电工作，进而有效实现电动汽车有序充电。在我国深圳等发展较为迅速的城市，已经开始实行电价引导策略，这样可以将用户电动汽车充电时段转移到夜间用电量较少时段，分时电价的时段以及費率等不会随着系统的运作情况进行调整[4]。经过相关调查显示，在静态分时电价环境中，虽然可以将电动汽车充电时段转移到夜间电价较低时段，但是有可能造成夜间充电高峰，还是会给电网安全运作造成影响。针对这一问题，可以采用以电网谷峰差最小为目的的谷峰电价时段有效方式。根据我国电动汽车发展趋势以及用户实际情况中可以看出，未来电动汽车充电桩以及充电站等会经常出现在停车场、商业地区以及居民住宅等，在这些地区将会有效实现电动汽车有序充电。

4 结束语

综上所述，因为电动汽车能够达到节能减排保护环境的效果，所以在全世界范围内受到广泛关注。随着电动汽车的快速发展，电动汽车充电问题逐渐显现出来。大规模电动汽车同时充电将会对电网的正常运转造成影响，所以要及时给出有效策略，促进我国电动汽车更好发展。

参考文献

[1]张静，汤奕，陈成，项丽.考虑分时电价和系统峰谷差动态约束的电动汽车有序充电策略[J].电网与清洁能源，2014，30（05）：79-84+91.

[2]袁天驰，黄民德，郁亚楼.基于峰谷电价的小区多目标有序充电策略[J].天津城建大学学报，2017（6）：443-447.

[3]李斌，刘畅，陈慧妙，等.基于混合整数规划的电动公交车快速充电站有序充电策略[J].电网技术，2016，40（9）：2623-2629.

[4]程杉，王贤宁，冯毅煁.电动汽车充电站有序充电调度的分散式优化[J].电力系统自动化，2018，42（1）：39-46.