基于闵行校区绿色校园电动汽车充电网络的 有序充电策略研究与平台设计 徐舒玮 指导老师：刘东 (上海交通大学电气工程系，上海市200240：) 摘要：本文在电网与交通网的实时数据的基础上，建立了基于电网最小峰谷差模型与电动 汽车调度导航算法。对于慢速充电，研究了以最小化峰谷差为目标进行慢速充电管理策略： 对于快速充电，研究了基于用户用户需求并综合考虑闵行校区充电点信息平台与交通道路的 电动汽车车载导航系统。最终形成了以充电站运行经济效益最大化为目标，以最大限度满足 电动汽车用户充电需求的充电导航平台。 关键词：电动汽车，最小峰谷差模型，实时电价，导航策略 1.引言 有序充电进行了峰谷时段的优化，但对充电等 级需求更高的快充情形并未提及。 为了减小电动汽车接入电网所带来的负 而国外对电动汽车的有序充电在充电路 面影响，对电动汽车进行有序充电是当前研究 径导航方面研究较多，角度也不尽相同。文献 的重点。电动汽车主要有两种充电方式，慢速[9]设计了一个基于智能交通系统的充电导航 充电(6至8小时)和快速充电(15分钟到2小框架。文献[10]提出了基于用户需求建立激励 时)：前者是用于电动汽车的停车时间（晚上的多目标导航优化算法。文献[11]提出了基于 或工作)，通过充电桩充电：后者通过充电站 充电站位置和充电范围的导航优化算法。文献 为在路途上的电动汽车进行充电。这两种充电[12]提出了基于Dijkstra算法的充电导航系 方式都将在许多方面影响电力系统的安全运统。 行。 最后本文在以上基础上，针对慢充，创新 目前，国内对电动汽车有序充电的研究主引入了以最小峰谷差为目标的充电管理策略， 要集中在慢速充电管理。文献[1]对不同类型并对目前最新的慢充策略进行研究分析：针对 电动汽车介入后电力系统的谐波进行了分析。快充，通过实时电价改进了基于峰谷时段的快 文献2]从电动汽车车载电池的充放电特性角充导航局限，创新提出了系统内能最小化为目 度对插入式混合电动汽车充放电行为进行了标的快充导航算法。 概率分析。上述文献均是从电网暂态影响的角 2.问题的提出 度进行分析，没有考虑电动汽车充电对电网稳 态方面的影响。文献[3]在假设电动汽车分布 2.1慢速充电现状分析 条件下研究其对电网的影响，对不加约束的随 即充电和经电价引导后的充电等三种充电模 前文提到电动车充电管理有两个方面， 式，电动汽车充电负荷对原始电网的叠加效果 一方面是行驶途中短暂停留时的快速充电， 进行了分析比较，但充电模型未考虑用户侧的 另一方面是在停车场等地点长时间驻留时 相应。文献[4]对关于私人用车习惯的原始调 的慢速充电。两者的充电负荷均会对电网的 查数据的统计结果进行拟合和分析，提出了一 安全性、经济性产生影响，两者是相互影响、 种以蒙特卡罗法为基础的电动汽车充电功率 相互联系的。从电动车本身的角度出发，慢 需求的统计学建模方法，但未对有序充电的有 充与快充相配合可以给电动车提供一个全 效控制策略进行研究。文献[5~8]对电动汽车 天候、全状况下的充电管理：从电网角度出基于闵行校区绿色校园电动汽车充电网络的 有序充电策略研究与平台设计 徐舒玮 指导老师：刘东 （上海交通大学 电气工程系，上海市 200240；） 摘 要：本文在电网与交通网的实时数据的基础上，建立了基于电网最小峰谷差模型与电动 汽车调度导航算法。对于慢速充电，研究了以最小化峰谷差为目标进行慢速充电管理策略； 对于快速充电，研究了基于用户用户需求并综合考虑闵行校区充电点信息平台与交通道路的 电动汽车车载导航系统。最终形成了以充电站运行经济效益最大化为目标，以最大限度满足 电动汽车用户充电需求的充电导航平台。 关键词：电动汽车，最小峰谷差模型，实时电价，导航策略 1．引言 为了减小电动汽车接入电网所带来的负 面影响，对电动汽车进行有序充电是当前研究 的重点。电动汽车主要有两种充电方式，慢速 充电（6至8小时）和快速充电（15分钟到2小 时）：前者是用于电动汽车的停车时间（晚上 或工作），通过充电桩充电；后者通过充电站 为在路途上的电动汽车进行充电。这两种充电 方式都将在许多方面影响电力系统的安全运 行。 目前，国内对电动汽车有序充电的研究主 要集中在慢速充电管理。文献[1]对不同类型 电动汽车介入后电力系统的谐波进行了分析。 文献[2]从电动汽车车载电池的充放电特性角 度对插入式混合电动汽车充放电行为进行了 概率分析。上述文献均是从电网暂态影响的角 度进行分析，没有考虑电动汽车充电对电网稳 态方面的影响。文献[3]在假设电动汽车分布 条件下研究其对电网的影响，对不加约束的随 即充电和经电价引导后的充电等三种充电模 式，电动汽车充电负荷对原始电网的叠加效果 进行了分析比较，但充电模型未考虑用户侧的 相应。文献[4]对关于私人用车习惯的原始调 查数据的统计结果进行拟合和分析，提出了一 种以蒙特卡罗法为基础的电动汽车充电功率 需求的统计学建模方法，但未对有序充电的有 效控制策略进行研究。文献[5~8]对电动汽车 有序充电进行了峰谷时段的优化，但对充电等 级需求更高的快充情形并未提及。 而国外对电动汽车的有序充电在充电路 径导航方面研究较多，角度也不尽相同。文献 [9]设计了一个基于智能交通系统的充电导航 框架。文献[10]提出了基于用户需求建立激励 的多目标导航优化算法。文献[11]提出了基于 充电站位置和充电范围的导航优化算法。文献 [12]提出了基于 Dijkstra 算法的充电导航系 统。 最后本文在以上基础上，针对慢充，创新 引入了以最小峰谷差为目标的充电管理策略， 并对目前最新的慢充策略进行研究分析；针对 快充，通过实时电价改进了基于峰谷时段的快 充导航局限，创新提出了系统内能最小化为目 标的快充导航算法。 2．问题的提出 2.1 慢速充电现状分析 前文提到电动车充电管理有两个方面， 一方面是行驶途中短暂停留时的快速充电， 另一方面是在停车场等地点长时间驻留时 的慢速充电。两者的充电负荷均会对电网的 安全性、经济性产生影响，两者是相互影响、 相互联系的。从电动车本身的角度出发，慢 充与快充相配合可以给电动车提供一个全 天候、全状况下的充电管理；从电网角度出