电动汽车规模化接入配电网的充电优化

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1、第35卷第6期电力自动化设备Vol．35No．62015年6月ElectricPowerAutomationEquipmentJun.2015电动汽车规模化接入配电网的充电优化杨秀菊，白晓清，李佩杰，韦化（广西大学广西电力系统最优化与节能技术重点实验室，广西南宁530004）摘要：将配变台区下的电动汽车看成一个小型“集聚体”，提出基于配电网安全运行的充电优化问题模型，该模型以有功网损最小为目标函数，计及节点电压、线路潮流、配变容量、集中式充电功率的动态爬升约束以及充电能量平衡约束，优化慢充模式下“集聚体”的充电功率。分区代理商负责监控所管辖台区下每辆汽车的充电行为。采用原-对偶内点法求

2、解该模型，IEEE33节点系统、PG&E69系统以及一个实际的119节点配电系统的计算结果表明该算法具有良好的收敛性和优化效果。通过动态平衡充电负荷，有效降低了系统网损，平抑了负荷波动，改善了末端电压水平，且避免了随机充电在某些时段可能造成的短时电压质量下降、馈线重载及配变过载等问题，提高了配电网运行的经济性和安全性。关键词：配电；电动汽车；充电负荷；优化；原-对偶内点法中图分类号：TM72；U469.72文献标识码：ADOI：10.16081／j.issn.1006-6047.2015.06.0050引言充电负荷模型。文献［5-7］将表征充电特性的分布函数离散化，求取充电功率的期望值

3、。文献［8］针对2在国内外，电动汽车EVs（ElectricVehicles）将个实际的配网区域进行研究，表明EVs的随机充电成为实现节能减排的必然选择。调查表明［1］，90%的会大幅增加有功网损，指出通过优化充电降低网损充电行为是发生在停车场、家庭车库等固定场所的的必要性。文献［6-7］以负荷波动最小为目标优化大慢充方式，未来这也将是我国家用EVs规模化入网型车辆集聚体的各时段充电功率，但研究未涉及网的方式。配电网作为其接入端，直接与用户相连，是架结构。文献［9-10］的研究是在低压配电网层次，分配电能的主要环节，约95%的停电事故源于此，建立充电优化模型以优化每台车辆的充电行为。且

4、有功损耗约占整个输配电系统的50%［2］。EVs大文献［11］考虑潮流及电压安全约束，建立了中压配规模接入必将对配电网的安全、经济运行带来巨大网的充电优化模型，但未涉及线路重载、配变过载等的挑战。问题。在模型的求解方法上，文献［6］的模型调用当EVs作为负荷通过智能设备接入配电网时，MATLAB中的SQP工具箱求解，文献［10］将模型转化该负荷具有可控性。电网可以通过实时信息互动，为线性规划进行求解，文献［11］将模型转化为凸二对其进行负荷调度，使其作为发电调度的补充，优化次规划问题求解。系统运行。但该负荷也具有随机性和不均衡性，无本文计及充电起始时间及充电时长的随机性，序充电可能导致

5、配网节点电压恶化，影响用电设备建立充电负荷的概率模型以期求取充电需求，使模的正常启动和运行，甚至可导致配变严重过载、保护型更符合实际情况，旨在寻找一种简便、有效的方法动作。虽然配变扩容或新增可以满足EVs的充电需估计充电需求；以最小化有功网损为目标函数，在满求，但会造成资源的不合理利用。此外，EVs随机充足充电需求的条件下，计及潮流、节点电压、线路和电还造成日负荷峰谷差的恶化，对电网的安全稳定配变容量约束，建立了配电网的充电优化问题模型，运行带来很大的隐患。采用原－对偶内点法求解，优化以配变台区为单位的目前已有不少EVs入网的研究成果。文献［3］EVs集聚体的充电行为；以3个配电系统为

6、算例，验对充电负荷进行了详细建模，采用蒙特卡洛模拟方证所提模型及方法的合理性和有效性。法模拟EVs充电行为，计算各时段的充电需求。文文中所建模型基于以下几点假设：献［4］将充电过程视为由低荷电状态（SOC）向高荷a.依托智能电网技术，已经注册为可调度的EVs电状态扩散的动态过程，提出基于扩散理论的EVs与电网进行实时的信息互动，能够响应电网调度的需求；收稿日期：2014-12-28；修回日期：2015-04-15基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目b.EVs行程前电池均到达满电量，充电过程中，（2013CB228205）；国家自然科学基金资助项目（51167001）

7、充电速率连续可调至充满；ProjectsupportedbytheNationalBasicResearchProgramofc.以城市中压配电网为研究对象，三相供电平China（973Program）（2013CB228205）andtheNationalNaturalScienceFoundationofChina（51167001）衡，可简化计算，仅对单相配线进行研究。电力自动化设备第35卷1EVs的充电负荷模型hp（k）。假设EVs电池