基于需求侧电价响应的电动汽车充电负荷优化策略研究

摘要

随着环境问题的日趋严重，低碳环保的电动汽车开始受到人们的广泛关注。智能电网下的需求侧时变电价机制也为电动汽车响应电网提供了机遇。用户为了降低充电成本，可在合适的时段进行充电；而供电商亦可通过制定更加合理的时变电价机制以获取更多收益。未来以家庭用车为代表的私家电动车辆数量庞大，其充电负荷对电网的冲击不容小觑，因此对私家车充电负荷进行优化调控显得尤为重要。本文在现有理论基础上做了相关方面的研究，具体如下：
　　1.能够准确描述电动汽车充电负荷是研究电动汽车充电对配电网影响和对充电负荷进行调控优化的前提。本文首先从影响电动汽车负荷的因素出发，得到了电动汽车充电起始时间，起始荷电状态等参数的概率模型，并采用蒙特卡罗抽样法模拟了电动汽车在无序充电状况下的负荷需求。
　　2.本文提出分时电价下电动汽车负荷优化策略。首先，在经济学理论基础上引入需求价格弹性概念，建立了电动汽车用户对时变充电价格的响应模型，并给出充电负荷优化结果。在此基础上，以峰谷差和负荷峰值最小为目标函数，建立了含约束二进制整数规划模型，并通过IBM ILOG CPLEX优化工具箱进行求解。所得仿真结果验证了所提的优化策略能够达到负荷优化的效果。
　　3.通过引入微观经济学中效用函数概念，本文给出了充电过程中电动汽车用户的效用函数及相关参数参考值。在此基础上，提出基于充电系统效益最大化的最优实时充电价格机制，并利用梯度投影法进行求解。引入用户充电意愿特征因子来反映用户的充电偏好，建立了用户与电网的互动模型。最后在不同场景下重点分析了用户充电意愿特征因子变化对充电负荷优化效果，用户充电成本以及供电商收益的影响，并据此给出了相关运行建议。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 基于蒙特卡罗法的电动汽车充电负荷预测

2.1 影响电动汽车负荷的因素

2.2 蒙特卡罗抽样法

2.3 电动汽车充电负荷计算

2.4 本章小结

第3章 考虑峰谷分时电价的电动汽车充电负荷优化策略

3.1 电动汽车需求响应模型

3.2 基于最小峰谷差的电动汽车协调优化充电模型

3.3 算例分析

3.4 本章小结

第4章 基于实时电价的电动汽车充电负荷优化策略

4.1 实时电价下电动汽车需求侧响应背景

4.2 基于效益最大化的充电价格模型

4.3 基于电动汽车用户响应的充电负荷优化模型

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢