臧寶志吳長龍朱宏光魏 莘高建宏呂倩楠

(1.國網(wǎng)煙臺供電公司,山東 煙臺264000;2.北方工業(yè)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院,北京 石景山100144)

0 引言

通過鼓勵發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車,能夠達(dá)到節(jié)約能源、資源的目的。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,新能源汽車是未來發(fā)展的重要方向,為我國汽車產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)、轉(zhuǎn)型升級,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供了重要機(jī)遇[1]。目前,我國以電驅(qū)動為汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向,重點(diǎn)推進(jìn)純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化。

相對傳統(tǒng)汽車,電動汽車(electric vehicles,EV)具有對環(huán)境影響較小的優(yōu)點(diǎn),目前在我國有良好的發(fā)展前景[2],但仍存在部分因素限制EV發(fā)展,其中較為突出的問題為充電的便捷性與經(jīng)濟(jì)性[3]。

近幾年研究發(fā)現(xiàn),EV可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電,使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用,用戶側(cè)可支出較低的價格,大大提高經(jīng)濟(jì)效益和用戶滿意度。同時,電動汽車電池作為分散的儲能元件接入電網(wǎng)[4],可通過電動汽車入網(wǎng)(vehicleto-grid,V2G)技術(shù)作為靈活的調(diào)度資源,合理地調(diào)整其充放電行為,平抑負(fù)荷波動。

為提高EV充電效率和用戶充電效益,本文以文獻(xiàn)調(diào)研和綜述為基礎(chǔ),就電動汽車負(fù)荷特性領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀、最新進(jìn)展及未來發(fā)展方向展開研究。首先分析電動汽車負(fù)荷的時空分布特性,對比EV有序、無序充放電模型,著重研究電價引導(dǎo)策略與EV充放電的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上預(yù)測電力市場環(huán)境下的新型定價策略并展望電價引導(dǎo)策略的未來。

1 電動汽車負(fù)荷特性

根據(jù)車輛用途的不同,EV可分為電動轎車、電動貨車和電動客車三大類。不同類型EV的電池特性、容量、充放電倍率不同;EV分布在大大小小的住宅區(qū)、商務(wù)區(qū)等地,分布的時間段也有所差別。由于私家車具有用戶行為不確定性,加之車主行為受實(shí)時電價、天氣、路況、電池荷電狀態(tài)(state of charge,SOC)等因素的影響,EV充電負(fù)荷表現(xiàn)出顯著的時空隨機(jī)性和波動性。文獻(xiàn)[5]通過構(gòu)建道路拓?fù)浼奥纷韬瘮?shù)模型模擬實(shí)際出行情況,表明家用EV具有復(fù)雜的時間分布特性和區(qū)域分布特性。下文從電動汽車負(fù)荷特性出發(fā),依次論述無序及有序充電情景下的電動汽車負(fù)荷特性。

1.1 電動汽車負(fù)荷的時空分布特性

1.1.1 時間分布特性

通過調(diào)研EV的集中充電時間可得出EV的時間分布特性,制定相對應(yīng)策略以緩解電網(wǎng)負(fù)荷過大導(dǎo)致的電網(wǎng)不穩(wěn)定情況。對于EV充電的時間分布,可根據(jù)工作日及休息日期間每小時的EV充電概率為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

工作日期間EV的主要出行應(yīng)用在上下班途中,在早晚會出現(xiàn)用車高峰,文獻(xiàn)[6]中通過對北京地區(qū)私家車調(diào)研,通過蒙特卡洛擬抽取車輛起始SOC和充電時間,計算電動汽車充電負(fù)荷,即

式中：Li為第i分鐘總充電功率;N為電動汽車總量;Pn,i為第n輛車在第i分鐘的充電功率。

文獻(xiàn)[6]將EV按類型分類,針對不同類型的車輛使用時間,分別介紹了公交車、出租車、公務(wù)車、私家車等不同的充電時間分布,并得出充電負(fù)荷會隨時間變化的結(jié)論。文獻(xiàn)[7]通過對充電起始時間和充電持續(xù)時間的分析,建立了電動汽車充電負(fù)荷的時間分布模型,但該文獻(xiàn)只提到了私家車的時間分布規(guī)律,對車輛的種類沒有具體劃分。

由于不同類型的EV出行目的不同,呈現(xiàn)出不同的負(fù)荷特性。文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[8]都提到了EV在不同時間的充電概率,經(jīng)匯總得出EV在時間上的充電概率雷達(dá)圖,如圖1所示。其中0—24為時刻,4種顏色的線分別代表公交車、出租車、工作日的私家車和休息日的私家車。

圖1 各類型電動汽車充電概率雷達(dá)圖Fig.1 Radar chart of charging probability of various types of electric vehicles

對同一類型的EV,其出行規(guī)律與充放電行為也會呈現(xiàn)波動性和隨機(jī)性。通過該雷達(dá)圖得知：工作日期間(日間)家用EV在09：00—15：00時間段內(nèi)充電概率較高,而文獻(xiàn)[9]中顯示在此時間段電網(wǎng)負(fù)荷也略高于負(fù)荷平均值,即此時間段為生活負(fù)荷較高階段,此時若大量EV作為負(fù)荷接入電網(wǎng),將會給電網(wǎng)帶來負(fù)擔(dān)和波動,容易造成供電不足等情況,對日常用電需求造成影響。

1.1.2 空間分布特性

充電裝置的合理布局是提高EV用戶體驗(yàn)、降低里程焦慮的有效措施之一,而準(zhǔn)確掌握EV的空間分布特性對于充電裝置的規(guī)劃和建設(shè)具有指導(dǎo)意義。實(shí)地調(diào)研表明,私家車主要停放地點(diǎn)分布于各類停車場,其中工作日期間車輛主要停放于辦公停車場和居民停車場,非工作日期間車輛主要停放于居民停車場和商場超市停車場[6]。

文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[7]研究的空間分布只局限于辦公停車場、居民停車場、商場超市停車場,但文獻(xiàn)[8]考慮了工作日和非工作日中較充分的車輛停放情況,包括工業(yè)區(qū)、景區(qū)、大學(xué)城等多種場景,并應(yīng)用蒙特卡洛思想,構(gòu)建充電時空負(fù)荷預(yù)測模型。通過理解該文獻(xiàn),繪制出以下工作日各區(qū)域車輛充電概率分布圖2(a)及休息日各區(qū)域車輛充電概率分布圖2(b)。

圖2 電動汽車各場景充電概率Fig.2 Charging probability of EV in each scenes

雖然文獻(xiàn)[8]考慮了EV停放的多種場景,但數(shù)據(jù)過于理想,與實(shí)際數(shù)值偏差較大,在后續(xù)的研究中可以應(yīng)用該文獻(xiàn)的預(yù)測方法與更貼近日常生活的數(shù)據(jù)結(jié)合,更精準(zhǔn)地預(yù)測電動汽車負(fù)荷在不同區(qū)域的分布情況。

1.2 無序充電負(fù)荷

隨著EV大量接入,時空上的隨機(jī)性使電網(wǎng)調(diào)度迎來新的挑戰(zhàn),影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性因素主要分為加重電網(wǎng)負(fù)荷和產(chǎn)生電網(wǎng)諧波兩方面。

由上述家用EV各時間段充電概率分布可得,家用EV在工作日的中午、傍晚、夜間、凌晨的充電概率較大,而這些時間段也通常是生活用電高峰,此時EV充電會加大電網(wǎng)負(fù)荷[9]。通過模擬多臺電動汽車充電負(fù)荷,形成不受控充電模型,再用最大似然估計法計算日里程數(shù)和偏差值,繪制充電負(fù)荷曲線[10],即可證明EV無序充電會加重電網(wǎng)波峰段負(fù)荷,如果負(fù)荷過大可能導(dǎo)致變壓器過載、負(fù)荷開關(guān)異常關(guān)斷、大面積停電等現(xiàn)象,會對居民生活、工業(yè)生產(chǎn)等造成影響。EV若不受電網(wǎng)調(diào)控,由用戶自主選擇充電時間,這對用戶側(cè)來說可能是非常便利的選擇,但會對電網(wǎng)產(chǎn)生影響,EV開始充電時間會與電網(wǎng)負(fù)荷峰值時間重疊,疊加用電高峰,加大電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差。

由于配電變壓器的容量限制,當(dāng)充電站大量接入EV時可能導(dǎo)致配電變壓器過載[11]。另一方面,配電變壓器過載會引起用戶所需充電時間過長,使充電時間超出用戶期望,從而導(dǎo)致用戶滿意度下降。

文獻(xiàn)[12]從電網(wǎng)諧波角度分析無序充電對電能質(zhì)量的影響,通過仿真驗(yàn)證了充電站(樁)在運(yùn)行期間會對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成消極影響,其中諧波和無功功率為主要影響因素。大規(guī)模EV接入,由于工作狀態(tài)與充電方式各有不同,會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生諧波污染,導(dǎo)致電網(wǎng)損耗增加,同時會造成電壓畸變、功率因數(shù)下降。并且隨著充電時間的延長,產(chǎn)生的諧波電流也呈無序變化,同時各諧波電流相角、幅值、頻率也存在迥異[13]。

如前所述,作為一種通過電力電子裝置接入系統(tǒng)的非線性負(fù)荷,EV充電會產(chǎn)生諧波問題,而大量EV的無序接入可能會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性、電能質(zhì)量及配電變壓器產(chǎn)生不良影響。有序充放電策略在保證用戶充電的便利性的同時,可以顯著降低EV充電負(fù)荷對電網(wǎng)的消極影響,甚至可以平抑電網(wǎng)負(fù)荷波動,因而受到普遍關(guān)注。

1.3 有序充放電負(fù)荷

有序充放電是指在滿足EV需求的前提下,運(yùn)用實(shí)際有效的經(jīng)濟(jì)或技術(shù)措施引導(dǎo)、控制EV進(jìn)行充電和放電,要確保同時充電的EV數(shù)量不能超過系統(tǒng)的最大服務(wù)能力[14],并對電網(wǎng)負(fù)荷曲線進(jìn)行削峰填谷,使負(fù)荷曲線方差減小,減少發(fā)電裝機(jī)容量建設(shè),保證EV與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動發(fā)展。相比于早期無規(guī)則、無序充電,有序充電的優(yōu)勢體現(xiàn)在維持電網(wǎng)穩(wěn)定性,減少電網(wǎng)負(fù)荷“峰上加峰”現(xiàn)象的產(chǎn)生,盡可能滿足用戶以最低的價格為EV充電。

圖3給出了一種有序充放電策略的實(shí)施流程[9],其中的約束條件考慮了平抑電網(wǎng)波動及用戶利益最大化等多種因素。仿真研究證明,圖3所示的V2G服務(wù)可以通過控制EV有序充放電達(dá)到降低電網(wǎng)電壓峰谷差、平滑負(fù)荷曲線的目的。

圖3 有序充放電實(shí)施流程Fig.3 Ordered charge and discharge analysis process

通過真實(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)分析,文獻(xiàn)[9]驗(yàn)證了EV并網(wǎng)調(diào)節(jié)有平抑電網(wǎng)波動的功能。但該文獻(xiàn)針對重慶地區(qū)夏季典型日負(fù)荷進(jìn)行分析,在時間和空間維度稍顯局限,在預(yù)測未來15年數(shù)據(jù)時對于基本負(fù)荷年增長率并沒有給出明確的算法,容易出現(xiàn)計算數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差的情況。

除粒子群優(yōu)化算法外,還可運(yùn)用傳統(tǒng)的96點(diǎn)日負(fù)荷曲線預(yù)測法[15],預(yù)測接入電網(wǎng)車輛的充電負(fù)荷,電網(wǎng)負(fù)荷曲線峰谷差與對充電分時電價做出響應(yīng)的車主數(shù)量呈現(xiàn)反比關(guān)系。若此時EV進(jìn)行充電行為,既利用了夜間富足的電力,又使用戶支出更少的費(fèi)用,在保證電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時考慮消費(fèi)者心理,是一舉兩得的措施。

有序充放電策略中,可將決策環(huán)節(jié)集成在充電樁內(nèi),通過分析歷史采集數(shù)據(jù)、預(yù)測常規(guī)負(fù)荷與充電負(fù)荷,對同意接受電網(wǎng)調(diào)配的EV,優(yōu)化其充電、放電時間和功率[16],以降低電網(wǎng)峰谷差,使電網(wǎng)負(fù)荷波動趨近平緩,提高配電設(shè)備運(yùn)行效率。

有序充電不僅具有對電網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷的作用,也具有平抑電網(wǎng)波動的能力。針對部分EV用戶對參與電網(wǎng)調(diào)配可能影響出行便利的顧慮,文獻(xiàn)[17]通過一種基于移動社交網(wǎng)絡(luò)(microsoft service network,MSN)影響的粒子群優(yōu)化(particle swarm optimization,PSO)算法進(jìn)行仿真研究,得出EV可以在保證使用需求的前提下,靈活參與其他時段電網(wǎng)調(diào)度的結(jié)論。

電網(wǎng)調(diào)配EV的策略應(yīng)當(dāng)考慮到對電池壽命的影響。影響電池?fù)p耗的重要因素包括放電深度、電池溫度、充放電功率等[18]。以放電深度為例,若放電深度超過70%可能會對電池使用壽命造成損害[19]。所以電網(wǎng)調(diào)配EV功率時,應(yīng)當(dāng)考慮到充放電深度及其對電池壽命的影響[20],提高用戶參與電網(wǎng)調(diào)配的積極性。

有序充放電是一種智能管理EV電池的策略,若能大范圍應(yīng)用將對電網(wǎng)側(cè)起到削峰填谷的作用。但用戶意愿仍是目前尚未解決的問題,通過合理規(guī)劃使用戶支出充電費(fèi)用最小、放電收益最大,提高用戶滿意度是如今亟待完成的目標(biāo)。

2 電價引導(dǎo)策略

在生活中,單一制電價、兩部制電價、峰谷電價等多種電價策略都有廣泛的應(yīng)用,但針對電動汽車負(fù)荷,應(yīng)考慮用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的共同利益。本章節(jié)將分析三種電價策略的利弊,并研究這三種策略對EV充放電時間的引導(dǎo)性影響。

2.1 單一制電價

單一電價即用戶用電量與電費(fèi)用的乘積,以實(shí)際用電量為計費(fèi)依據(jù),與充電時間、設(shè)備容量無關(guān),計算過程簡單。目前居民的生活照明、商業(yè)照明等均使用的是單一制電價。

文獻(xiàn)[21]在考慮車主用車需求及充放電代數(shù)費(fèi)用最小、充放電次數(shù)盡量少等多種約束條件下,通過對車輛實(shí)行距離的概率密度函數(shù)分析,統(tǒng)計配電系統(tǒng)每日充電量代數(shù)和,經(jīng)動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化EV充電功率。該文獻(xiàn)的分析步驟如圖4所示。

圖4 電價策略對電動汽車負(fù)荷的影響分析過程Fig.4 Analysis of the impact of electricity price strategy on the load of electric vehicles

單一制電價情形下,EV無需放電,用戶可即插即用,EV僅作為負(fù)載接入電網(wǎng)中。此時可調(diào)度EV的充電功率,即在快充與慢充之間切換,以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷曲線填谷。

2.2 兩部制電價

兩部制電價是電量電價制中的一種,特點(diǎn)是可調(diào)控高峰期用電,鼓勵低谷時間用電,從而改善系統(tǒng)負(fù)荷特性。兩部制電價制是將與容量對應(yīng)的基本電價和與用電量對應(yīng)的電量電價結(jié)合起來決定電價的制度。

其中容量電價主要反映以投資成本為主的固定成本,文獻(xiàn)[21]中定義了與容量對應(yīng)的基本電價的計算方法,

式中：Pc為與容量對應(yīng)的基本電價;Cc為每年需要回收的總?cè)萘抠M(fèi)用;Ca為可用容量;H為年可用小時數(shù)。

電量電價主要反映以燃料成本為主的變動成本,一般由燃料費(fèi)(包括運(yùn)輸費(fèi))、水費(fèi)、可變維修費(fèi)及流動資金利息等組成。

因此,對于EV充電電價來說,用基本電價和電量電價構(gòu)成的兩部制電價來決定電費(fèi)的方法,能夠比較真實(shí)地反映成本構(gòu)成。

2.3 峰谷電價

峰谷電價也稱分時電價(time of use,TOU),是指按系統(tǒng)運(yùn)行狀況,將1天24 h劃分為若干個時段,每個時段按系統(tǒng)運(yùn)行的平均邊際成本收取電費(fèi)。對于峰谷電價引導(dǎo)負(fù)荷的效果,不少學(xué)者開展了深入研究。文獻(xiàn)[22]通過比較單一電價、峰谷分時電價、三階分時電價引導(dǎo)用戶充電,繪制了負(fù)荷曲線圖考察優(yōu)化效果,得出峰谷分時電價比三階分時電價更有助于削峰填谷的結(jié)論。文獻(xiàn)[23]推導(dǎo)了定價彈性系數(shù)的計算公式,并考慮了電價調(diào)控的引導(dǎo)程度和電網(wǎng)負(fù)荷波動情況,建立了EV充電的電價引導(dǎo)模型。基于該模型的仿真表明,在特定場景下峰谷電價可能會“引導(dǎo)”出現(xiàn)新的用電高峰,值得關(guān)注和深入研究。文獻(xiàn)[24]從用戶側(cè)的角度出發(fā),引入需求響應(yīng),將仿真算例植入微電網(wǎng)多目標(biāo)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型,證明分時電價能夠提升用戶的用電效益。該文獻(xiàn)的研究基于孤島微電網(wǎng)場景,將相關(guān)模型和結(jié)論推廣至配網(wǎng)場景仍需開展拓展研究。

峰谷電價機(jī)制中對應(yīng)的高峰時段,一般用電單位較集中,電力供應(yīng)相對緊張,收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)較高;低谷時段的用電單位較少,電力供應(yīng)較充足,收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)較低。理論研究和工程實(shí)踐表明,實(shí)行峰谷電價總體上有利于促使用電單位錯開用電時間,充分利用設(shè)備和能源。以北京地區(qū)為例,表1給出了典型的峰谷時段劃分標(biāo)準(zhǔn)[25]。

峰谷電價的最優(yōu)定價策略也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)質(zhì)疑,葛少云等針對城市電網(wǎng)負(fù)荷情況,采用遺傳算法求解最優(yōu)的峰谷時段和峰谷電價,對負(fù)荷峰谷特性的調(diào)控產(chǎn)生了良好效果[26]。考慮到購車價格、電池更換費(fèi)用等因素,文獻(xiàn)[27]制定了峰谷分時充、放電電價,并給出充、放電電價上下限。文獻(xiàn)考慮多種貼合實(shí)際生活的因素,且給出了定價范圍。

表1 北京地區(qū)峰谷電價時段劃分Table 1_Peak and valley electricity price periods in Beijing

3 電動汽車充放電對電價的響應(yīng)特性

3.1 行為特性

用戶的行為受到諸多因素的影響,心理、決策機(jī)制、市場規(guī)則以及響應(yīng)的時滯性等都是響應(yīng)行為該考慮的因素。如圖5所示,文獻(xiàn)[28]通過分析用戶行為揭示了用戶響應(yīng)電量變化與分時電價政策激勵力度間的關(guān)系,證明當(dāng)效益具有足夠的吸引力時,電力用戶即調(diào)整用電方式,做出響應(yīng)行為。

圖5 分析用戶響應(yīng)行為過程Fig.5 Analyze user response behavior process

電價的激勵影響用戶決策,使更多用戶參與其中,即響應(yīng)電價系統(tǒng)。若電網(wǎng)希望更多車輛被調(diào)配,則應(yīng)規(guī)劃出對用戶更有吸引力的電價策略。

3.2 削峰填谷

有序進(jìn)行的EV充放電可有效地對電網(wǎng)產(chǎn)生削峰填谷作用,減小用電高峰期電網(wǎng)壓力,維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性。當(dāng)負(fù)荷增加或相對于歷史數(shù)據(jù)有上升趨勢時,需對EV充電行為進(jìn)行調(diào)度,將用電高峰轉(zhuǎn)移。由于接入EV數(shù)量較多,每輛車的充電需求時間也有所不同,首先為接入時間較早的車輛進(jìn)行充電,并合理分配后續(xù)車輛的充電情況,以免出現(xiàn)高峰轉(zhuǎn)移、峰谷倒置的現(xiàn)象[13]。與此對應(yīng),在用電低谷時段,則引導(dǎo)EV充電負(fù)荷接入電網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)削峰填谷的作用。

對于電價引導(dǎo)EV負(fù)荷的策略及效果,文獻(xiàn)[11]從配電變壓器負(fù)荷、充電站運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益和用戶充電成本角度進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,證明相較無序充電方法,用戶通過自主響應(yīng)充電站制定的動態(tài)分時電價激勵,可顯著降低充電站的運(yùn)營成本和EV用戶的充電成本,并有效實(shí)現(xiàn)充電負(fù)荷削峰填谷。文獻(xiàn)[16]模擬了不同EV數(shù)量接入電網(wǎng),結(jié)果表明EV規(guī)模越大,充放電引導(dǎo)策略對電網(wǎng)“削峰填谷”效果越明顯。上述文獻(xiàn)的研究成果表明,EV有序充放電可平抑電網(wǎng)波動,其削峰填谷的效果會受到具體定價策略及EV規(guī)模等因素的影響。

3.3 充放電費(fèi)用

充放電費(fèi)用的變化是EV響應(yīng)電價引導(dǎo)的主要考量因素。通過定價策略優(yōu)化,可引導(dǎo)EV用戶在夜間用電低谷、也即電價較低的時段進(jìn)行充電,降低充電費(fèi)用;在用電高峰時段進(jìn)行放電,緩解電網(wǎng)壓力,并為用戶創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)利益。文獻(xiàn)[16]經(jīng)仿真研究,驗(yàn)證了當(dāng)用戶響應(yīng)系數(shù)提高到70%,產(chǎn)生的放電費(fèi)用可以完全抵消其充電費(fèi)用,該響應(yīng)系數(shù)下的總電價已低于常規(guī)負(fù)荷總電價?？梢奅V用戶在響應(yīng)電價引導(dǎo)時的充放電費(fèi)用相對于無序充電模式下的費(fèi)用大幅減少,這有助于提升EV響應(yīng)電價引導(dǎo)的積極性?？傊?在多數(shù)用戶都選擇參與電網(wǎng)調(diào)配的情況下,EV用戶不僅顯著減少了充電費(fèi)用支出,甚至可以獲得收益。在這種激勵下,可吸引更多EV用戶參與電網(wǎng)調(diào)配,形成良性循環(huán)。

4 電力市場環(huán)境下的新型定價策略

多數(shù)純電動汽車有兩個充電接口,分別為快充接口和慢充接口,用戶在充電時可自主選擇快充或慢充模式[29],其中快充模式即快速充電,該方式使用直流充電,直流電壓一般大于電池電壓,需要通過整流裝置將交流電變換為直流電,但充電設(shè)備安裝要求和成本非常高,且快速充電的電流電壓較高,短時間內(nèi)對電池的沖擊較大,容易令電池的活性物質(zhì)脫落和電池發(fā)熱,長期快速充電會影響電池的使用壽命。慢充即常規(guī)充電,視電池組容量大小充電時間為5至8小時,充電時間較長。但以較低的速度給設(shè)備電池充電不僅可以減少熱量和電池壓力,而且有利于延長電池的使用壽命。

當(dāng)用戶對車輛使用靈活性要求較高時,則選擇快充方式進(jìn)行充電,充電接口與充電樁相連的瞬間立即開始充電;當(dāng)用戶不急于用車,但不愿接受電網(wǎng)調(diào)配時,則選用慢充方式進(jìn)行充電,慢充對EV電池的損耗較小,由于慢充比快充對電網(wǎng)造成的負(fù)擔(dān)稍小,則可略降低慢充時的充電價格;當(dāng)用戶愿意接受電網(wǎng)調(diào)配進(jìn)行充電時,此時應(yīng)收取優(yōu)化計算出的最低充電費(fèi)用,并支付給用戶合理的放電費(fèi)用。

通過用戶主動選擇充電方式及是否接受電網(wǎng)調(diào)配,收取不同的價格,充電到同等程度所需花費(fèi)定價規(guī)則為快充＞慢充(不接受調(diào)配)＞慢充(接受調(diào)配),再根據(jù)該地區(qū)的定價策略進(jìn)行合理定價。

5 總結(jié)

合理的電價策略將引導(dǎo)用戶的充電行為,從而引導(dǎo)EV的充電行為。若用戶同意服從電網(wǎng)調(diào)配,則EV的充電、放電行為皆可對電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行、削峰填谷起到積極作用,可以用電價激勵的手段使用戶參與度提升。因此,需繼續(xù)探索參與電網(wǎng)調(diào)配的最佳用戶數(shù)量及如何減小EV放電對電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響。

目前,EV放電并入電網(wǎng)的過程中仍存在部分問題,如：EV電池放出的電壓、電流較小,需經(jīng)過變壓器將其升壓后再并入電網(wǎng),但目前滿足條件的升壓變壓器效率較低。另外,亟待解決的問題是公交場站這樣車輛數(shù)量較大的場景,應(yīng)進(jìn)行大規(guī)模調(diào)度才能使電能充分被利用,那么如何進(jìn)行大規(guī)模調(diào)度是值得研究的領(lǐng)域。最后,電池接口標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一、換電成本高等問題的存在使EV仍有較大的發(fā)展空間。