徐芳媛

摘 要 在現(xiàn)代化社會，人類的創(chuàng)新創(chuàng)造能力越來越強大。從剛開始的馬車到汽車到飛機，交通工具的成長也意味了國度的成長。但隨著社會的進步，國家的發(fā)展，能源也在不斷的被利用，因此人類發(fā)明出了電動汽車。目前，電動汽車已經(jīng)得到了廣泛的普及，越來越多的家庭開始使用電動汽車，不僅節(jié)省了能源也節(jié)約了家庭開銷。但是，在節(jié)約能源的同時，電動汽車的使用也伴隨著一些狀況發(fā)生。若需要長途用車時，電量消耗完，但高速公路上充電站數(shù)量有限，應(yīng)如何有序進行充電。通過建立起有序充電的數(shù)學(xué)模型，計算充電站的收益利潤，利用配電變壓器以及用戶對電的需求量確切的得到計算數(shù)據(jù)。運用蒙特卡洛模擬法計算充電需求，可計算出改變電量的價格是有效提高經(jīng)濟效益的一種方式，在無序充電和有序充電兩種情況下，電壓器的負載也在考慮范圍內(nèi)。為減少白天過多客戶充電，而晚上不能有效利用充電站，可采取降低夜間的電量價格，以此激勵客戶夜間充電。不可否認的是這也會導(dǎo)致夜間充電高峰的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 電動汽車;充電站;有序充電;經(jīng)濟效益;蒙特卡洛模擬法

為削減能源的耗損和二氧化碳的排放，利用電動汽車已成為必然趨勢。為增加電動汽車的推廣效率，各個國家都相應(yīng)推出各種政策，激勵人們使用電動汽車為交通工具。對于電力系統(tǒng)來說，電動汽車的普及也造成了不小的影響，對用電量來說增長到了一個高度。大規(guī)模的耗損電網(wǎng)電量，會出現(xiàn)電網(wǎng)線路過載、電壓跌落、配電網(wǎng)、損耗增加等一系列問題。另一方面，電動汽車的廣泛使用也取決于充電站的多少，為降低電網(wǎng)運行風(fēng)險，電動汽車必須有序充電。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汽車充電站的有序充電調(diào)和節(jié)制計謀。

1 充電站有序充電目標

高速公路充電站經(jīng)由過程充電站依照充電電價收取充電辦事的用度，在減去在電網(wǎng)采辦電時的花消，即為紅利。設(shè)充電站有 N 臺充電機，有電動汽車需要充電時，充電站可根據(jù)汽車所要充的時間和汽車當(dāng)前電荷狀態(tài)進行有序充電不但知足客戶需求，也節(jié)流了能源，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益最大化。

2 高速公路有序充電控制方法

2.1 控制的方法

通常來說，鋰電池充電時首先進入預(yù)充電模式，之后在恒定電流下進行快速充電，最后恒定壓強下穩(wěn)定充電。因而，在高速公路行駛的電動汽車若充電時為恒定功率充電， 每隔15分鐘電站內(nèi)電動汽車充電控制系統(tǒng)按照充電站內(nèi)電動汽車泊車狀態(tài)、用戶需求、電網(wǎng)負載和電價信息，經(jīng)由進程法式計較肯定每一個電動汽車可以或許快速且高效的充滿電。以此來滿足充電站所要求的經(jīng)濟利益。

2.2 問題解決

在高速公路充電時，會遇到有些顧客由于個人原因希望可以在短時間內(nèi)快速將電量充滿。但有些裝備容量有限，無法實時知足客戶的需求。為解決此問題，充電站進行不斷的優(yōu)化，盡力滿足客人的所有需求，但達不到要求的同時只能放棄有些顧客。如果在15min的時候距離內(nèi)沒有新車進入充電站，則依照15min內(nèi)轉(zhuǎn)變充電機的狀況，如果有新車進入，則在新車進入后依照上述步調(diào)從頭計算，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)布滿時主動遏制充電。

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)，仔細核對并檢查當(dāng)天的電網(wǎng)負載和電量價格，記錄數(shù)據(jù)。當(dāng)充電汽車進入時，核對汽車所需要的電量以及充電時間，滿足客戶需求，在指定時間范圍內(nèi)對車輛進行充電，使車輛按照有序模式進入充電運行。

2.4 無序充電

在檢驗高速公路有序充電是否能使經(jīng)濟效益最大化，可計算無序充電情況下充電站運營情況和變壓器負載情況，兩者進行對比。無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，車輛會進入電池充電，充電完成后，應(yīng)及時將車輛移除，停止繼續(xù)充電。無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，車輛會及時進入充電狀態(tài)，當(dāng)電量充裕時，應(yīng)及時停止繼續(xù)充電并將車輛移除。在無序充電景象下，只要充電站有空余車位，便可為新進入的電動汽車供給延續(xù)充電辦事，直到用戶分開為止，若在此之前電動汽車電池已布滿，也應(yīng)遏制充電。在無序充電景象下，充電站大概由于大量電動汽車的接入，致使配電變壓器過載，也大概由于用戶的需求迫切，呈現(xiàn)電動汽車即使一直在充電，但在分開時動力電池也不能充滿電動汽車的景象。

3 提高充電水平

對比計算數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，在兩種充電模式下，放棄客戶的情況很少發(fā)生。只有在充電站數(shù)量不夠時，無法滿足客戶的充電需求，才會選擇自動放棄客戶。因而，充電站的數(shù)量、充電汽車的充電時間和充電系統(tǒng)本身都影響著是否放棄客戶。在有序充電模式下，高速公路上行駛的車輛對充電需求維持非常低的水平，可以既滿足客戶需求，又可達到經(jīng)濟效益。在無序充電模式下，經(jīng)常會出現(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需求進行快速充電，導(dǎo)致了充電的效率直線下降。由于夜間電價優(yōu)惠，會造成大量客戶夜晚充電，致使在夜間電網(wǎng)局部呈現(xiàn)了一個用電高峰。對比可得，有序充電可更好地轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟利潤，同時不會造成充電高峰。

4 結(jié)論

此文章探究了在高速公路電動汽車有序充電的影響及作用。在合理的客戶需求下，充電站通過判斷充電時間，用電需求量，電網(wǎng)荷載對電動汽車進行高效充電。通過建立電動汽車充電數(shù)學(xué)模型，科學(xué)合理的計算出所得利潤，達到預(yù)期目標，實現(xiàn)了充電站內(nèi)電動汽車的調(diào)和充電節(jié)制。與此同時，得出了以下結(jié)論：

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

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

（3）在運用有序充電的情況下，只控制某一時刻的電價無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，安裝多個充電樁和帶有充電監(jiān)控的停車場以防發(fā)生意外。在一定的時間間隔內(nèi)，需檢查一次電動汽車充電站的使用狀態(tài)，更好的利用設(shè)置充電站。從而進行下一步更確切的探究：①為了高效率減少電動汽車充電時對電網(wǎng)本身的系統(tǒng)造成影響，需最大化的控制汽車有序充電且合理調(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，要做到長時間大規(guī)模的利用電池，為減少電池損耗，延長電池壽命，在有序充電時要適當(dāng)改變充電狀態(tài)。

參考文獻

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