高速公路充电站电动汽车有序充电策略

徐芳媛

摘 要 在现代化社会，人类的创新创造能力越来越强大。从刚开始的马车到汽车到飞机，交通工具的成长也意味了国度的成长。但随着社会的进步，国家的发展，能源也在不断的被利用，因此人类发明出了电动汽车。目前，电动汽车已经得到了广泛的普及，越来越多的家庭开始使用电动汽车，不仅节省了能源也节约了家庭开销。但是，在节约能源的同时，电动汽车的使用也伴随着一些状况发生。若需要长途用车时，电量消耗完，但高速公路上充电站数量有限，应如何有序进行充电。通过建立起有序充电的数学模型，计算充电站的收益利润，利用配电变压器以及用户对电的需求量确切的得到计算数据。运用蒙特卡洛模拟法计算充电需求，可计算出改变电量的价格是有效提高经济效益的一种方式，在无序充电和有序充电两种情况下，电压器的负载也在考虑范围内。为减少白天过多客户充电，而晚上不能有效利用充电站，可采取降低夜间的电量价格，以此激励客户夜间充电。不可否认的是这也会导致夜间充电高峰的发生。

关键词 电动汽车;充电站;有序充电;经济效益;蒙特卡洛模拟法

为削减能源的耗损和二氧化碳的排放，利用电动汽车已成为必然趋势。为增加电动汽车的推广效率，各个国家都相应推出各种政策，激励人们使用电动汽车为交通工具。对于电力系统来说，电动汽车的普及也造成了不小的影响，对用电量来说增长到了一个高度。大规模的耗损电网电量，会出现电网线路过载、电压跌落、配电网、损耗增加等一系列问题。另一方面，电动汽车的广泛使用也取决于充电站的多少，为降低电网运行风险，电动汽车必须有序充电。在高速公路上，充电站数量越发的少，控制有序充电也是必要的。本文旨在钻研高速公路上电动汽车充电站的有序充电调和节制计谋。

1 充电站有序充电目标

高速公路充电站经由过程充电站依照充电电价收取充电办事的用度，在减去在电网采办电时的花消，即为红利。设充电站有 N 台充电机，有电动汽车需要充电时，充电站可根据汽车所要充的时间和汽车当前电荷状态进行有序充电不但知足客户需求，也节流了能源，实现了经济效益最大化。

2 高速公路有序充电控制方法

2.1 控制的方法

通常来说，锂电池充电时首先进入预充电模式，之后在恒定电流下进行快速充电，最后恒定压强下稳定充电。因而，在高速公路行驶的电动汽车若充电时为恒定功率充电， 每隔15分钟电站内电动汽车充电控制系统按照充电站内电动汽车泊车状态、用户需求、电网负载和电价信息，经由进程法式计较肯定每一个电动汽车可以或许快速且高效的充满电。以此来满足充电站所要求的经济利益。

2.2 问题解决

在高速公路充电时，会遇到有些顾客由于个人原因希望可以在短时间内快速将电量充满。但有些装备容量有限，无法实时知足客户的需求。为解决此问题，充电站进行不断的优化，尽力满足客人的所有需求，但达不到要求的同时只能放弃有些顾客。如果在15min的时候距离内没有新车进入充电站，则依照15min内转变充电机的状况，如果有新车进入，则在新车进入后依照上述步调从头计算，充电的15min距离内，充电灵活态监控电池的充电状况，当布满时主动遏制充电。

2.3 有序充电控制流程

将充电站的数据调整为起始状态，仔细核对并检查当天的电网负载和电量价格，记录数据。当充电汽车进入时，核对汽车所需要的电量以及充电时间，满足客户需求，在指定时间范围内对车辆进行充电，使车辆按照有序模式进入充电运行。

2.4 无序充电

在检验高速公路有序充电是否能使经济效益最大化，可计算无序充电情况下充电站运营情况和变压器负载情况，两者进行对比。无序充电的主要影响因素也在于充电站的数量，当有空余充电时，车辆会进入电池充电，充电完成后，应及时将车辆移除，停止继续充电。无序充电影响因素之一是充电站的数量，当有空余充电站时，车辆会及时进入充电状态，当电量充裕时，应及时停止继续充电并将车辆移除。在无序充电景象下，只要充电站有空余车位，便可为新进入的电动汽车供给延续充电办事，直到用户分开为止，若在此之前电动汽车电池已布满，也应遏制充電。在无序充电景象下，充电站大概由于大量电动汽车的接入，致使配电变压器过载，也大概由于用户的需求迫切，呈现电动汽车即使一直在充电，但在分开时动力电池也不能充满电动汽车的景象。

3 提高充电水平

对比计算数据可发现，在两种充电模式下，放弃客户的情况很少发生。只有在充电站数量不够时，无法满足客户的充电需求，才会选择自动放弃客户。因而，充电站的数量、充电汽车的充电时间和充电系统本身都影响着是否放弃客户。在有序充电模式下，高速公路上行驶的车辆对充电需求维持非常低的水平，可以既满足客户需求，又可达到经济效益。在无序充电模式下，经常会出现充电晚高峰，由于充电站数量有限，又不能有序的按照客户需求进行快速充电，导致了充电的效率直线下降。由于夜间电价优惠，会造成大量客户夜晚充电，致使在夜间电网局部呈现了一个用电高峰。对比可得，有序充电可更好地转化为经济利润，同时不会造成充电高峰。

4 结论

此文章探究了在高速公路电动汽车有序充电的影响及作用。在合理的客户需求下，充电站通过判断充电时间，用电需求量，电网荷载对电动汽车进行高效充电。通过建立电动汽车充电数学模型，科学合理的计算出所得利润，达到预期目标，实现了充电站内电动汽车的调和充电节制。与此同时，得出了以下结论：

（1）在高速公路充电站数量足够不超过负载的情况下，采用有序充电可有效提高充电站经济效益。

（2）遇到大量使用充电站充电时，由于充电汽车数量较多，需运用所提出的控制策略计算效率。

（3）在运用有序充电的情况下，只控制某一时刻的电价无法做到降低充电的高峰。因此应加大充电站数量的投放，安装多个充电桩和带有充电监控的停车场以防发生意外。在一定的时间间隔内，需检查一次电动汽车充电站的使用状态，更好的利用设置充电站。从而进行下一步更确切的探究：①为了高效率减少电动汽车充电时对电网本身的系统造成影响，需最大化的控制汽车有序充电且合理调配充电站的使用情况，合理利用有序充电策略。②另一方面，有序充电时，要做到长时间大规模的利用电池，为减少电池损耗，延长电池寿命，在有序充电时要适当改变充电状态。

参考文献

[1] 徐智威，胡泽春，宋永华，etal.充电站内电动汽车有序充电策略[J].电力系统自动化，2012，36（11）：38-43.