杜兆杰++徐文德

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電動(dòng)汽車已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展中重要的交通工具之一。但是，大規(guī)模的電動(dòng)汽車在充電的過(guò)程中存在的無(wú)序情況會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的不良運(yùn)行。為了進(jìn)一步解決這些問(wèn)題，最主要的方法就是加快推進(jìn)電動(dòng)汽車換電站的有序充電。本文根據(jù)電動(dòng)汽車換電站的特點(diǎn)進(jìn)行了全面的分析，并且根據(jù)換電站充電功率作為控制的對(duì)象來(lái)進(jìn)行了電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度的策略進(jìn)行了調(diào)整，從而確立起不同方面的充電調(diào)度方法進(jìn)行優(yōu)化。并且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了案例分析，進(jìn)一步檢驗(yàn)了電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度方法的有效性。通過(guò)實(shí)踐的結(jié)果顯示，對(duì)于電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度方法的策略能夠非常顯著的降低電網(wǎng)的峰谷差，進(jìn)一步提高電站的負(fù)荷效率，從而為電動(dòng)汽車提供穩(wěn)定的負(fù)荷電流。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；換電站；有序充電

由于地球資源壓力不斷增強(qiáng)，能源壓力和環(huán)境壓力日益凸顯，為此大力發(fā)展輕型能源就成為未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。電動(dòng)汽車的能源消耗小，是未來(lái)交通能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在，我國(guó)針對(duì)電動(dòng)汽車的研究也已經(jīng)走在世界的前列，并且針對(duì)電動(dòng)汽車的政策扶持也不斷的加大力度。從目前的形勢(shì)來(lái)看，電動(dòng)汽車在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)有序充電調(diào)度的情況。但是，目前的電動(dòng)汽車換電站依然存在無(wú)序充電的情況，這種情況能夠造成“峰上加峰”的問(wèn)題，造成電網(wǎng)峰谷差不斷加大，對(duì)于換電站電網(wǎng)的運(yùn)行造成極大的影響。為此，我們必須根據(jù)電動(dòng)汽車充電要求與特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的研究，特別時(shí)提出電動(dòng)汽車換電站有序充電的調(diào)度策略。

一、電動(dòng)汽車換電站有序充電的主要意義

從目前我國(guó)電動(dòng)汽車換電站發(fā)展的情況來(lái)看，主要的充電設(shè)施為交流充電樁、充電站、電池?fù)Q電站等幾種類型。目前電池?fù)Q電站是最主要一種能源供給方式。電池?fù)Q電站就是將電池進(jìn)行更換的方式來(lái)為電動(dòng)汽車提供的電能補(bǔ)給。換電站能夠非常有效的是在電網(wǎng)負(fù)荷低谷階段對(duì)電池箱中的電池進(jìn)行充分、集中、有效的有序充電，這樣就能夠非常有效的降低電網(wǎng)峰值的負(fù)荷，做到“移峰填谷”。而且，通過(guò)有序充電能夠使得負(fù)荷低谷時(shí)的電價(jià)更加便宜，從而降低電動(dòng)汽車的使用成本，進(jìn)一步獲得經(jīng)濟(jì)效益。

二、電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度方法的優(yōu)勢(shì)

電動(dòng)汽車換電站實(shí)現(xiàn)有序充電相比較于個(gè)體電動(dòng)車無(wú)序充電具有很多方面的優(yōu)點(diǎn)。

電動(dòng)汽車換電站的車站內(nèi)始終存在滿容量的備用電池，這樣能夠有效的減少時(shí)間浪費(fèi)。電動(dòng)汽車換電站的車站內(nèi)能夠進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而更加容易進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與整理，進(jìn)一步分析出電荷預(yù)測(cè)的情況。電動(dòng)汽車換電站的充電需求比較大，通過(guò)參與有序充電能夠獲得比單個(gè)電動(dòng)汽車充電效率大得多。

三、電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度策略

為了避免“峰上加峰”情況出現(xiàn)，通過(guò)避免系統(tǒng)負(fù)荷的峰谷差的出現(xiàn)，能夠進(jìn)一步提高電網(wǎng)的負(fù)荷效率。進(jìn)一步增強(qiáng)電網(wǎng)的運(yùn)行能力。所以在電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度模型策略的構(gòu)建過(guò)程中，應(yīng)該按照平抑負(fù)荷波動(dòng)、峰谷差以及負(fù)荷率等條件來(lái)進(jìn)行調(diào)度策略的函數(shù)優(yōu)化。由于電動(dòng)汽車的使用規(guī)律和換電站的運(yùn)行規(guī)律與我們的生活息息相關(guān)，所以調(diào)度策略周期也應(yīng)該按照我們每天的活動(dòng)實(shí)踐作為周期。

四、電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度策略約束條件

電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度策略的約束條件主要包括了換電站的充電功率、站內(nèi)電池電量等方面的內(nèi)容。本文根據(jù)換電站的實(shí)際特點(diǎn)及總結(jié)了關(guān)于電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度策略約束條件。首先是時(shí)間方面的約束就是所有的換電站都是以24小時(shí)作為調(diào)度時(shí)間周期能夠進(jìn)行有序的充電調(diào)度。

換電站有序充電能夠保持一定的高緯度、多變量以及多約束方面的優(yōu)化問(wèn)題。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法很難解決，所以我們采用粒子群算法進(jìn)行求解。粒子群優(yōu)化算法就是Eberhart 和 Kennedy所提出來(lái)的利用鳥(niǎo)群飛行的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的一種運(yùn)算，因?yàn)樵邙B(niǎo)群飛行的過(guò)程中通過(guò)集體合作的方式能夠使得整個(gè)群體實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的飛行。所以粒子群算法這一概念非常的簡(jiǎn)單、使用，操作起來(lái)也比較方便，對(duì)于相關(guān)的參數(shù)選擇也比較容易?？梢哉f(shuō)是高校、成熟的模型算法。

五、關(guān)于電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度方法淺談

電動(dòng)汽車換電站的有序調(diào)度是未來(lái)電動(dòng)汽車保證續(xù)航的重要功能，也是電動(dòng)汽車發(fā)展的重要支持。通過(guò)電動(dòng)汽車換電站的有序調(diào)度，能夠進(jìn)一步提高換電站的發(fā)展情況，尤其是保證每天的電池容量都能保證充滿的狀態(tài)。這樣一來(lái)就會(huì)確保電動(dòng)汽車能夠進(jìn)行安全穩(wěn)定的運(yùn)行。由于我國(guó)目前電動(dòng)汽車處于初步發(fā)展階段，所以電動(dòng)汽車的數(shù)量分布并不均衡，而且時(shí)間方面的電池?cái)?shù)量與充電效率等情況也會(huì)存在很多的偏差，這樣就會(huì)使得電動(dòng)汽車換電站急需有效調(diào)動(dòng)的合理方案?？梢哉f(shuō)本文提出的電動(dòng)汽車換電站有序充電方案能夠進(jìn)一步保證電動(dòng)汽車的續(xù)航能力。

六、結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車換電站有序充電調(diào)度的方法作為研究，進(jìn)一步將換電站的研究標(biāo)量設(shè)置為一天。每一個(gè)換電站都作為一個(gè)整體，這樣一來(lái)就能夠?qū)ζ渲械囊惶斓母鱾€(gè)時(shí)間段的充電功率來(lái)進(jìn)行分析，并且建立了有序調(diào)度模型，通過(guò)針對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行分析，計(jì)算出不同目標(biāo)函數(shù)的有序充電調(diào)度策略來(lái)分析出換電站內(nèi)部電池容量對(duì)于不同目標(biāo)的影響。本文僅從技術(shù)方面作了探討，希望能為后續(xù)的研究工作提供參考。

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