电动汽车充电优化管理

电动汽车充电优化管理

申涛

太原理工大学山西太原030000

摘要：近年来，随着可持续发展理念的不断深化，新能源电动汽车发展迅速，充电用户数量逐渐增多。电动汽车充电具有时空不确定性、随机性强、负载大等特点。电动汽车的大规模使用可能会影响电网，影响用户的用电量。对于汽车消费潜力巨大的国内市场来说，新能源电动汽车的使用可以降低能耗和环境污染。电动汽车的发展离不开电力系统的能量支持。作为一种移动储能装置，它在为电力系统提供辅助功能、削峰填谷、开发新能源方面具有广阔的前景。

关键词：电动汽车；统计模型；优化模型

1电动汽车充电行为统计分析

为了对电动汽车负荷进行描述，有必要分析电动汽车充电行为特性（充电开始时刻、连接时长和充电电量）的分布规律。此外，电动汽车的使用必然要与电网产生互动，在此过程中就会涉及电网、用户以及运营商的利益关系，用户可以直接从电网交换电能，或者选择运营商进行充电服务。下面分析某城市100辆电动汽车一周的充电规律，选取数据并对数据进行拟合与定性分析。（1）充电开始时刻的分布规律。分析一周内100辆电动汽车的充电数据，按照每15min的时间间隔，则24h可分为96个时段，作出充电开始时刻的柱形图，如图1所示。由图2可见，08：00—23：00是充电高峰期，大多数电动汽车充电集中在下午时段，极少数的车辆会在深夜时段充电。

图2连接时长柱形图

（2）连接时长的分布规律。通过对这100辆充电汽车的数据分析，得出充电最大时长为40.08h，充电最小时长为0.43h，作出其分布规律柱形图，如图2所示。由图2可以看出，充电时长在0～10h左右的用户占绝大多数，对电网的影响较为巨大，而充电时长超过30h的用户占极小部分，对电网的影响较小，这也符合日常基本规律。

（3）充电电量的分布规律。对充电汽车与电网而言，充电电量是极为重要的影响因素，需根据数据进行区间的合理划分，以每2kW?h为增量模拟其分布规律，为证明满足其使用条件，将数据导入程序中，用test函数检验曲线是否服从正态分布规律，当H为1的情况下不是正态分布，当H为0的情况下是正态分布，充电电量对应H=0[3]，因此拟合出充电电量的正态分布图（图3），并计算得充电电量服从μ=14.2263、δ=8.4458的正态分布。

3智能充电管理系统组成

智能充电管理系统构成主要包括移动客户端APP、云服务器以及智能充电桩，其中，移动客户端APP是重要的用户参与用电管理的接口，通过APP软件，查询充电桩状态和位置，并予以充电预约和定位导航；云服务器用于电动汽车对数据的挖掘、维护、加工、存贮、搜集以及发布等等，主要由平台软件、外围设备、存储设备、网络设备以及计算机等组成，无论是硬件还是软件，均具有较高的可扩展性与可靠性。在智能充电桩中，内置Wi-Fi通信模块，并通过光纤网、2G、3G、4G网传送信息于云服务器，用户可利用平板电脑、智能手机等终端设备，利用码分多址和无线分组业务，实现云服务器的通信。

4电动汽车与电网的互动

大力发展电动汽车产业，有效改善运输燃料引起的能源消耗与环境问题，电动汽车充电站一方面从电网购电，另一方面利用光伏发电，将这些电量再售发给客户，当光伏发电过多时，会将过剩的电量出售给电网，为提高充电站的利润，应提高光伏发电的利用率。考虑到用电高峰时电网负荷较大，充电站可在用电高峰期向电网放电，并在低谷期充电，缩短电力峰谷差，使电网负荷趋于平衡，保证电网的安全稳定运行，提高电网利用率，减少发电、输电、配电建设投资。

结语

本文的经济杠杆不是引导电动汽车用户给出充电指令，而是一种合同契约，将电动汽车充电管理权力交给电网而得到经济优惠。与实时电价相比，经济杠杆具有一定的优惠性和惩罚性，从正反两方面起到促使电动汽车用户参与优化充电，提高其参与度的作用。

参考文献：

[1]胡泽春，宋永华，徐智威，等.电动汽车接入电网的影响与利用[J].中国电机工程学报，2016，32（4）：1-10.

[2]罗卓伟，胡泽春，宋永华，等.电动汽车充电负荷计算方法[J].电力系统自动化，2017，35（14）：36-42.

[3]王耀武.电动汽车负荷预测方法适用性与应用研究[D].北京：北京交通大学，2015.