浅谈基于弹性响应的电动汽车快充电价定价策略 汽车充电桩有序充电.pdf

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浅谈基于弹性响应的电动汽车快充电价定

价策略汽车充电桩有序充电

师晴晴

江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405

摘要:为了引导电动汽车有序充电,提出了一种考虑负荷时空均衡和弹性响应的电动汽

车快充电价定价策略。引入交通流理论描述交通路网,建立电动汽车快充负荷时空分布模型;

考虑配电网调度和电动汽车快充负荷的弹性需求,构建源-荷互动下的快充电价定价架构,

并基于潮流追踪法从时空双维度推导快充电价的计算方法;在此基础上,计及电动汽车负荷

弹性响应特性,以提升配电网的负荷均衡性为目标,建立快充电价定价策略,并通过迭代算

法求解该定价策略。算例仿真结果表明,所提定价策略能够有效引导电动汽车进行有序快充,

激励电动汽车用户与配电网友好互动,提升负荷的时空分布均衡性。

关键词:电动汽车;时空分布;快充电价;交通流;负荷均衡;弹性响应;源-荷互动;

配电网

0引言

近年来,因为政策、成本、电池性能等利好因素,电动汽车(electricvehicle,EV)

正在大规模普及。据公安部统计数据,截至2022年上半年,我国纯EV保有量已突破810.4

万辆[1]。一方面,大规模接入电网的EV的无序充电行为(特别是随机快充行为),会对

配电网的安全运行产生较为明显的影响,导致负荷分布不均匀、电压越限、线路阻塞、电能

质量恶化等问题,影响配电网的安全稳定运行。另一方面,EV快充负荷具有时空灵活性,

存在负荷需求弹性响应,可以通过合理的电价机制引导EV有序充电。

由于EV具有交通属性,交通路网的运行状态会影响EV的出行-充电行为,进而影响其

快充负荷的时空分布,因此对EV快充负荷的引导需考虑交通流对用户出行-充电行为的影响。

采用“速度流量”模拟EV的交通行驶特性,建立了“车-路-网”融合架构,分析了EV用户

的充电行为。基于动态交通信息,从单体EV移动特性出发,考虑动态交通信息对EV充电行

为的影响,模拟了区域EV充电负荷的时空分布。上述研究大多由单体EV充电模型通过简单

叠加扩展至群体EV充电负荷,忽视了交通路网中出行者之间的相互博弈作用对EV出行-充

电行为的影响。针对该问题,部分研究引入交通均衡理论模拟出行者在路径规划和充电决策

中存在的相互影响。以EV通行时长、充电时长和充电费用为目标规划充电路径,建立了含

EV和燃油汽车的混合交通流均衡模型,以模拟EV快充负荷规模,但只考虑了单一时间断面

上的交通均衡状态。进一步地,考虑余流现象,建立了多时段的半动态交通均衡模型。

在此基础上,通常采用改变充电电价的方法来影响EV的出行-充电行为,进而改善EV

快充负荷的时空分布均衡性。考虑EV在时间维度上具有需求响应特性,制定具有时间属性

的电价可以引导用户对充电时段的选择,减小配电网负荷峰谷差。在传统峰谷分时电价的基

础上,提出了计及EV负荷特性的动态分时定价策略来平抑负荷峰谷差,即根据前一个时段

的电价、负荷水平、日平均负荷数据,制定后一个时段的电价。在传统分时电价和实时电价

的基础上,考虑电网侧的调峰需求和用户侧的需求响应意愿,提出了一种分时电价优化方法,

即根据EV接入电网后的负荷信息对电价进行动态更新。

时间维度上的电价策略主要针对EV到达目的地后进行慢充的充电场景,不适用于EV

在途中充电需求的引导。部分研究通过制定具有空间属性的节点电价来引导用户对充电站点

的选择,发掘EV的空间需求响应能力。以改善配电网的供电电压偏差指标——节点关键度

为优化目标,提出了计及配电网电能质量及用户响应特性的充电服务费制定方法,其中充电

服务费的制定需要满足快充站(fastchargingstation,FCS)总效益维持不变和可行区间约

束。提出了基于虚拟负荷和充电站利用率均衡的充电站定价策略,其定价思路主要是根据每

座充电站的虚拟负荷与所有充电站平均虚拟负荷之间的差值,优化各座充电站的充电电价,

从而能够均衡充电站的利用率。

然而,上述充电定价策略侧重于考虑EV负荷侧的灵活响应,从充电站利益或电网安全

性的角度研究充电电价的制定,忽略了配电网“源”的特性,而通过源-荷互动形式可以改

善配电网的负荷不均衡,优化负荷曲线。为了充分调度电网侧的灵活性资源,引入配电系统

运营商(distributionsystemoperator,DSO),其主要职责包括调度所辖配电区域内的分

布式电源(distributedgeneration,DG)

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