计及电动汽车的智能小区多目标经济调度研究.pdf

摘要

由于近几年我国城市化的加速发展，住宅小区建设数量逐渐增加，一些新发

展的智能小区中也装置了一定数量的分布式电源（如：光伏和储能设备），近些

年来电动汽车数量的逐渐增加也加大了居民用电的不确定性。智能小区将会成为

电动汽车逐渐发展后的主要聚居地，而大规模电动汽车同时段聚集性充电将会影

响电网的不稳定性。同时，分布式能源的发展对于小区系统经济稳定运行也将会

是一个新的挑战。因此，合理调控电动汽车用户的充电时段，充分利用分布式装

置和储能设备的调度灵活性，对提升系统调度经济性至关重要。论文的主要研究

内容如下：

（1）首先，对智能小区中的光伏、储能设备等常用分布式电源的输出特性

进行分析，分别建立光伏系统模型、储能设备模型以及维护成本模型。然后，通

过对车主的历史出行数据以及电动汽车的时空特性进行研究，建立小区内电动汽

车的无序充电计算模型。最后，采用蒙特卡罗方法模拟计算小区内电动汽车无序

充电负荷曲线。

（2）本文提出一种基于动态电价的用户侧电动汽车有序充电优化策略。根

据原来的峰谷时期分时电价原则，结合尖峰时刻电价，在车主的充电电价费用中

引入动态峰时段和峰时段加价，来制定动态电价充电策略。同时将小区用户的平

均充电成本最少作为优化目标，并考虑变压器的容量约束条件。随后，采用莱维

飞行策略、自适应调整策略以及权重比例系数对蚁狮算法进行改进，有效的提高

了蚁狮算法的收敛精度和优化能力。最后，对用户侧电动汽车的充电负荷采用改

进蚁狮算法求解，通过仿真实验验证了改进算法的有效性和优越性能，其优化结

果也验证了所提策略可以进一步有效减少电动汽车充电对系统的影响。

（3）提出一种计及电动汽车的智能小区经济调度优化策略，构建以小区系

统经济运行费用和污染物处理费用最少的多目标优化模型。研究了用户侧电动汽

车以无序充电模式下、分时电价有序充电模式下、以及动态电价有序充电模式下

并结合考虑对储能设备的充放电优化策略对小区系统经济的优化调度，采用改进

的蚁狮算法进行求解。通过对三种运行模式下进行实验仿真，结果表明采用动态

电价策略有序充电和储能优化策略模式后，有效的提升了系统运行经济性、安全

性以及环保性。

关键词：多目标经济调度；蚁狮算法；电动汽车；分布式电源；优化调度

I

Abstract

WiththeaccelerateddevelopmentofurbanizationinChinainrecentyears,the

numberofresidentialcommunitieshasgraduallyincreased,andsomenewly

developedsmartcommunitieshaveinstalledacertainnumberofdistributedpower

sources(suchasphotovoltaicandenergystorageequipment).Theintelligent

communitywillbecomethemainsettlementafterthegradualdevelopmentofelectric

vehicle(EV),whilethesimultaneousaggregationchargingoflarge-scaleelectric

vehicleswillaffecttheinstabilityofthepowergrid.Thedevelopmentofdistributed

energywillbeanewchallengetothestableeconomyofthecommunity.Therefore,

reasonableregulationofchargingtimeforEVusersandfulluseofscheduling

flex