基于充电功率特性的电动汽车有序充电控制策略.pdfVIP

摘要

摘要

在全球经济稳步增长的背景下，对能源的需求持续攀升。电动汽车凭借其低

污染、高能效和低噪音等优势得到了大力推广。然而随着电动汽车规模的不断扩

大，电动汽车用户的无序充电给电力系统的稳定运行带来了新的挑战，如何合理

的引导用户进行有序充电已成为解决问题的关键。目前有序充电优化策略中，主

要考虑将负荷高峰转移，没有考虑充电站场内整体负荷的变化趋势，从而导致充

电站场内的电动汽车充电功率分配效率不高以及对电网负荷的削峰填谷效果不

佳。针对这一问题，本文提出了一种基于充电功率特性的电动汽车有序充电优化

策略，具体内容包括以下三方面：

首先，分析了电动汽车充电功率与电池荷电状态的关系以及对电动汽车充电

曲线展开深入剖析，为了降低功率调控优化时的计算难度提出了将充电功率曲线

线性化的方法，融合多源信息提出构建三类不同的充电功率特性模型。同时为了

进一步确定三类模型中的关键参数，通过对采集到的实际充电数据进行筛选、剔

除、数据拟合以及进行聚类处理，从而确定三个模型中的关键参数。

其次，通过K-Medoids聚类算法对实际充电数据进行聚类处理后得到与充电

功率特性模型曲线相似的质心曲线，根据三类不同质心曲线的特点提出了基于

DTW距离的充电功率特性模型参数的辨识方法。该方法通过FastDTW算法对采

集电动汽车短时间内的充电数据曲线与质心曲线进行相似度计算来识别该辆电

动汽车的充电功率特性模型参数，以此来降低辨识过程中的复杂度和计算时间。

最后利用充电站采集到的实际充电数据对所提出的模型辨识方法进行仿真验证。

结果表明，该辨识方法能有效的辨识出相应的充电功率特性模型。

最后，以用户最少充电费用和电网负荷峰谷差最小为目标函数，同时基于各

种实际的约束条件，采用改进的粒子群算法求取最优解。对于多辆电动汽车同时

充电可能存在可用充电功率不足的问题情况导致无法满足所有的充电需求，提出

了考虑充电权重的功率分配算法。综上所述，建立了基于充电功率特性的电动汽

车有序充电优化策略和基于MATLAB的GUI功能开发的有序充电优化调度仿真

平台。仿真结果表明，本文提出的优化策略能够有效地兼顾对电网负荷的削峰填

I

摘要

谷以及降低用户的充电成本，减小大规模电动汽车充电时对电网带来的冲击，实

现电网侧和用户侧的利益双赢。

关键词：电动汽车；功率特性；有序充电；粒子群算法

II

ABSTRACT

ABSTRACT

Againstthebackdropofsteadyglobaleconomicgrowth,thedemandforenergy

continuestoclimb.Electricvehicleshavebeenpromotedbecauseoftheirlow

pollution,highenergyefficiencyandlownoise.However,withthecontinuous

expansionofthescaleofelectricvehicles,theunorderedchargingofelectricvehicle

usershasbroughtnewchallengestothestableoperationofthepowersystem.Howto

reasonablyguideuserstoorderlycharginghasbecomethekeytosolvetheproblem.

Atpresent,intheoptimizationstrategyoforderlycharging,theloadpeakshiftis

mainlyconsidered,withoutconsideringthechangetrendoftheoverallloadinthe

charg