徐芳媛

摘 要 在現(xiàn)代化社會(huì)，人類(lèi)的創(chuàng)新創(chuàng)造能力越來(lái)越強(qiáng)大。從剛開(kāi)始的馬車(chē)到汽車(chē)到飛機(jī)，交通工具的成長(zhǎng)也意味了國(guó)度的成長(zhǎng)。但隨著社會(huì)的進(jìn)步，國(guó)家的發(fā)展，能源也在不斷的被利用，因此人類(lèi)發(fā)明出了電動(dòng)汽車(chē)。目前，電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)得到了廣泛的普及，越來(lái)越多的家庭開(kāi)始使用電動(dòng)汽車(chē)，不僅節(jié)省了能源也節(jié)約了家庭開(kāi)銷(xiāo)。但是，在節(jié)約能源的同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的使用也伴隨著一些狀況發(fā)生。若需要長(zhǎng)途用車(chē)時(shí)，電量消耗完，但高速公路上充電站數(shù)量有限，應(yīng)如何有序進(jìn)行充電。通過(guò)建立起有序充電的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算充電站的收益利潤(rùn)，利用配電變壓器以及用戶(hù)對(duì)電的需求量確切的得到計(jì)算數(shù)據(jù)。運(yùn)用蒙特卡洛模擬法計(jì)算充電需求，可計(jì)算出改變電量的價(jià)格是有效提高經(jīng)濟(jì)效益的一種方式，在無(wú)序充電和有序充電兩種情況下，電壓器的負(fù)載也在考慮范圍內(nèi)。為減少白天過(guò)多客戶(hù)充電，而晚上不能有效利用充電站，可采取降低夜間的電量?jī)r(jià)格，以此激勵(lì)客戶(hù)夜間充電。不可否認(rèn)的是這也會(huì)導(dǎo)致夜間充電高峰的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 電動(dòng)汽車(chē);充電站;有序充電;經(jīng)濟(jì)效益;蒙特卡洛模擬法

為削減能源的耗損和二氧化碳的排放，利用電動(dòng)汽車(chē)已成為必然趨勢(shì)。為增加電動(dòng)汽車(chē)的推廣效率，各個(gè)國(guó)家都相應(yīng)推出各種政策，激勵(lì)人們使用電動(dòng)汽車(chē)為交通工具。對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的普及也造成了不小的影響，對(duì)用電量來(lái)說(shuō)增長(zhǎng)到了一個(gè)高度。大規(guī)模的耗損電網(wǎng)電量，會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)線(xiàn)路過(guò)載、電壓跌落、配電網(wǎng)、損耗增加等一系列問(wèn)題。另一方面，電動(dòng)汽車(chē)的廣泛使用也取決于充電站的多少，為降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，電動(dòng)汽車(chē)必須有序充電。在高速公路上，充電站數(shù)量越發(fā)的少，控制有序充電也是必要的。本文旨在鉆研高速公路上電動(dòng)汽車(chē)充電站的有序充電調(diào)和節(jié)制計(jì)謀。

1 充電站有序充電目標(biāo)

高速公路充電站經(jīng)由過(guò)程充電站依照充電電價(jià)收取充電辦事的用度，在減去在電網(wǎng)采辦電時(shí)的花消，即為紅利。設(shè)充電站有 N 臺(tái)充電機(jī)，有電動(dòng)汽車(chē)需要充電時(shí)，充電站可根據(jù)汽車(chē)所要充的時(shí)間和汽車(chē)當(dāng)前電荷狀態(tài)進(jìn)行有序充電不但知足客戶(hù)需求，也節(jié)流了能源，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2 高速公路有序充電控制方法

2.1 控制的方法

通常來(lái)說(shuō)，鋰電池充電時(shí)首先進(jìn)入預(yù)充電模式，之后在恒定電流下進(jìn)行快速充電，最后恒定壓強(qiáng)下穩(wěn)定充電。因而，在高速公路行駛的電動(dòng)汽車(chē)若充電時(shí)為恒定功率充電， 每隔15分鐘電站內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)充電控制系統(tǒng)按照充電站內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)泊車(chē)狀態(tài)、用戶(hù)需求、電網(wǎng)負(fù)載和電價(jià)信息，經(jīng)由進(jìn)程法式計(jì)較肯定每一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)可以或許快速且高效的充滿(mǎn)電。以此來(lái)滿(mǎn)足充電站所要求的經(jīng)濟(jì)利益。

2.2 問(wèn)題解決

在高速公路充電時(shí)，會(huì)遇到有些顧客由于個(gè)人原因希望可以在短時(shí)間內(nèi)快速將電量充滿(mǎn)。但有些裝備容量有限，無(wú)法實(shí)時(shí)知足客戶(hù)的需求。為解決此問(wèn)題，充電站進(jìn)行不斷的優(yōu)化，盡力滿(mǎn)足客人的所有需求，但達(dá)不到要求的同時(shí)只能放棄有些顧客。如果在15min的時(shí)候距離內(nèi)沒(méi)有新車(chē)進(jìn)入充電站，則依照15min內(nèi)轉(zhuǎn)變充電機(jī)的狀況，如果有新車(chē)進(jìn)入，則在新車(chē)進(jìn)入后依照上述步調(diào)從頭計(jì)算，充電的15min距離內(nèi)，充電靈活態(tài)監(jiān)控電池的充電狀況，當(dāng)布滿(mǎn)時(shí)主動(dòng)遏制充電。

2.3 有序充電控制流程

將充電站的數(shù)據(jù)調(diào)整為起始狀態(tài)，仔細(xì)核對(duì)并檢查當(dāng)天的電網(wǎng)負(fù)載和電量?jī)r(jià)格，記錄數(shù)據(jù)。當(dāng)充電汽車(chē)進(jìn)入時(shí)，核對(duì)汽車(chē)所需要的電量以及充電時(shí)間，滿(mǎn)足客戶(hù)需求，在指定時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充電，使車(chē)輛按照有序模式進(jìn)入充電運(yùn)行。

2.4 無(wú)序充電

在檢驗(yàn)高速公路有序充電是否能使經(jīng)濟(jì)效益最大化，可計(jì)算無(wú)序充電情況下充電站運(yùn)營(yíng)情況和變壓器負(fù)載情況，兩者進(jìn)行對(duì)比。無(wú)序充電的主要影響因素也在于充電站的數(shù)量，當(dāng)有空余充電時(shí)，車(chē)輛會(huì)進(jìn)入電池充電，充電完成后，應(yīng)及時(shí)將車(chē)輛移除，停止繼續(xù)充電。無(wú)序充電影響因素之一是充電站的數(shù)量，當(dāng)有空余充電站時(shí)，車(chē)輛會(huì)及時(shí)進(jìn)入充電狀態(tài)，當(dāng)電量充裕時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止繼續(xù)充電并將車(chē)輛移除。在無(wú)序充電景象下，只要充電站有空余車(chē)位，便可為新進(jìn)入的電動(dòng)汽車(chē)供給延續(xù)充電辦事，直到用戶(hù)分開(kāi)為止，若在此之前電動(dòng)汽車(chē)電池已布滿(mǎn)，也應(yīng)遏制充電。在無(wú)序充電景象下，充電站大概由于大量電動(dòng)汽車(chē)的接入，致使配電變壓器過(guò)載，也大概由于用戶(hù)的需求迫切，呈現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)即使一直在充電，但在分開(kāi)時(shí)動(dòng)力電池也不能充滿(mǎn)電動(dòng)汽車(chē)的景象。

3 提高充電水平

對(duì)比計(jì)算數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，在兩種充電模式下，放棄客戶(hù)的情況很少發(fā)生。只有在充電站數(shù)量不夠時(shí)，無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)的充電需求，才會(huì)選擇自動(dòng)放棄客戶(hù)。因而，充電站的數(shù)量、充電汽車(chē)的充電時(shí)間和充電系統(tǒng)本身都影響著是否放棄客戶(hù)。在有序充電模式下，高速公路上行駛的車(chē)輛對(duì)充電需求維持非常低的水平，可以既滿(mǎn)足客戶(hù)需求，又可達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益。在無(wú)序充電模式下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)充電晚高峰，由于充電站數(shù)量有限，又不能有序的按照客戶(hù)需求進(jìn)行快速充電，導(dǎo)致了充電的效率直線(xiàn)下降。由于夜間電價(jià)優(yōu)惠，會(huì)造成大量客戶(hù)夜晚充電，致使在夜間電網(wǎng)局部呈現(xiàn)了一個(gè)用電高峰。對(duì)比可得，有序充電可更好地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，同時(shí)不會(huì)造成充電高峰。

4 結(jié)論

此文章探究了在高速公路電動(dòng)汽車(chē)有序充電的影響及作用。在合理的客戶(hù)需求下，充電站通過(guò)判斷充電時(shí)間，用電需求量，電網(wǎng)荷載對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行高效充電。通過(guò)建立電動(dòng)汽車(chē)充電數(shù)學(xué)模型，科學(xué)合理的計(jì)算出所得利潤(rùn)，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了充電站內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)和充電節(jié)制。與此同時(shí)，得出了以下結(jié)論：

（1）在高速公路充電站數(shù)量足夠不超過(guò)負(fù)載的情況下，采用有序充電可有效提高充電站經(jīng)濟(jì)效益。

（2）遇到大量使用充電站充電時(shí)，由于充電汽車(chē)數(shù)量較多，需運(yùn)用所提出的控制策略計(jì)算效率。

（3）在運(yùn)用有序充電的情況下，只控制某一時(shí)刻的電價(jià)無(wú)法做到降低充電的高峰。因此應(yīng)加大充電站數(shù)量的投放，安裝多個(gè)充電樁和帶有充電監(jiān)控的停車(chē)場(chǎng)以防發(fā)生意外。在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，需檢查一次電動(dòng)汽車(chē)充電站的使用狀態(tài)，更好的利用設(shè)置充電站。從而進(jìn)行下一步更確切的探究：①為了高效率減少電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)對(duì)電網(wǎng)本身的系統(tǒng)造成影響，需最大化的控制汽車(chē)有序充電且合理調(diào)配充電站的使用情況，合理利用有序充電策略。②另一方面，有序充電時(shí)，要做到長(zhǎng)時(shí)間大規(guī)模的利用電池，為減少電池?fù)p耗，延長(zhǎng)電池壽命，在有序充電時(shí)要適當(dāng)改變充電狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐智威，胡澤春，宋永華，etal.充電站內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（11）：38-43.