面向微网运营商的电动汽车参与需求侧响应调控策略

洪莱 陈晓宇

摘要：随着目前经济的发展，需求侧响应已成为协调系统平衡的重要方式。而电动汽车作为一种新型交通工具，鼓励电动汽车参与需求侧响应可以提高用户的响应水平，并且在一定程度上保证系统稳定运行。因此本文主要是从微网运营商的角度分析，并且综合考虑可再生能源和负荷不确定条件的影响，对电动汽车参与需求侧响应践行合理的调控，并且通过调控的方式来降低运行成本。

关键词：微网、电动汽车、需求响应

一、引言

随着目前保护环境政策的深入人心，在生产生活中人们倾向于使用可再生资源。并且在目前我国能源应用过程中，可再生资源的应用频率比较高，在未来发展过程中可再生能源的应用可能会变得更广泛。而需求侧响应可以实现系统之间的互动，并且可以解决电力系统存在的问题，但目前发展过程中电动汽车在节能减排方面具有重大的贡献，因此受到了许多地区的推广。然而电动汽车作为一种特殊复合在运营过程中存在着众多问题，因此为了促进电动汽车整个系统的发展需要是及参与需求侧响应调控，以此保证其稳定发展。

二、传统微网调控模型

1、目标函数

在目前社会发展过程中，由于市场的激烈作用。因此微网运营商在运营过程中，会以缩小运营成本为目标，并且在系统的也会对各类型分布式的电源进行合理的调控。因此传统的调控模型函数可以表示为以下方程式：

这一方程式中既体现了分布式電源的发电成本又体现出了在某一时段的发电量，同时在这个方程式中也将停电损失纳入公示范围内。

2、约束条件

在约束条件过程中，最重要的为平衡约束。平衡约束的具体方程式如下

其中，体现出了电源的处理以及切点处的切负荷量。其次，线路潮流约束也属于约束条件之一，线路潮流约束的方程式如下，在这一方程式中也体现出了线路的最大载流量。

三、电动汽车参与需求侧响应调控模型

1、目标函数

为了得出具体的目标函数，本文主要是通过假设参与需求侧响应项目。并且运营商是通过支付电动汽车容量和电费收取的方式，来对不同电动汽车充电进行调控。通过这一方式的应用也在一定程度上降低了运营成本，给运营商带来了最大程度的收益，并且通常情况下微网运营商的成本主要为公式所示。

根据运算公式表明为网运营商的运营成本不仅包括支付的集成商容量，而且还包括电费以及应用过程中的电源发电成本和可再生电源用电成本以及停电费用等。这些因素都在一定程度上影响着微网运营商的运营成本。

2、约束条件

在探讨电动汽车参与需求侧响应调控模式中，约束条件是通过对各节点处的电量平衡约束来计算出来的，同时可以根据具体的计算公式来访用出具体的影响因素。

其次，电动汽车充电站的电量和剩余可充的容量也会在一定程度上产生约束条件，电动汽车充电站的电量状态和剩余容量会随着电动汽车放电的变化而发生一定程度上的变化，通常情况下，充电站会对即将离开的电动汽车进行及时的充电，以此保证电动汽车的电量稳定。通过具体的运算公式，可以得出在情景s中电动汽车充电站在具体时刻地所产生的放电状态。同时通过参考运算公式也可以分析出众多因素对约束条件的影响。

四、算例分析

1、算力系统

为了保证研究的真实可靠，本文主要是以某智能源区为例，在选择的参考例子中包括相同的分布式电源以及三个复核节点和可再生分布电源。为了使模型验证的有效性，具体的系统配置如下图

并且传统模式下分布式电源的爬坡也限制在相应的范围内，这种模式下的发电功率比较大，同时电动汽车充电站的停车容量也多达两百两。根据相用的数据可推测出每辆电动汽车的电池容量为25千瓦左右。同时电动汽车的放电效率为98%。因此在进入停车场时剩余电量在35%左右，而通过停车场的作用，在离开时电量可高达95%左右。

此外，为了保正对成本分析的合理性，本文也通过对弃风弃光和切负荷损失成本的假设来进行合理的分析传统分布式紧急发电成本在1.45元左右。而集成商可以在中间获利0.145元。也可已在提供G2V为备用时实现充电免费，而在提供服务中，微网运营商也会向集成商支付0.1元。

2、确定性模型下的调控结果

为了保证调控结果的真实性，本文也通过在确定性模型下来进行调控，因此保证调控结果的稳定性具体情况。为了在不同需求想用机制下稳定运行，主要是对电动汽车参与需求侧响应后所产生的运营成本进行计算，通过对成本的计算来研究。电动汽车在不同需求响应机制的情况下所应该采取的调控策略。第一种策略表现为电动自行车不参与DR，而第二种策略则表现为电动车在参与一定时间的DR电动车充电站，可以根据时间的情况来对充电时间进行合理的安排，进而降低电费，通过合理安排的方式也可以中和电网负荷的需求。

运营商也可以根据充电站的具体充电模式来调整传统分布式电源通过合理调整分布式电源出力的方式来尽可能的降低运行成本。

3、随机模型下的调控结果

在随机模型调控下为了得出具体的结果，本文是通过调查停车场利用率对结果的影响来展开的。停车场的利用率主要表示为停车场中可以应用的电动汽车数量，并且停车场利用率也会在一定程度上影响电动汽车提供备用容量，由于城市运营中的功能区不同，因此，不同区域之间的运营状态不同。

本文主要是对三个区域进行重点研究，并且通过研究对停车场利用率的研究来反映出电动汽车充电站备用容量变化。

五、总结语

在电动汽车运营过程中，为了保证运营的有效性，应该对电动汽车参与需求响应机制进行合理的调控。通过调控的方式来保证电动汽车充电站的整体收益，同时保证微网运营商的最大利益。为了保证调控结果的准确性，本文主要是通过算例仿真的方式和对不同停车场利用率分析的方式来尽可能的降低运营成本保证微网运营商的收益。

参考文献：

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