1.1 目的及意义

电动汽车是坚强智能电网的重要组成部分，是实现低碳化交通的重要条件。随着中国电动汽车的发展，充电负荷将对电网的运行和规划带来较大的影响；充电负荷具有明显的峰谷差，负荷调控的潜力大。电动汽车充电负荷计算作为分析电动汽车对电网影响的基础，对电力系统规划以及运行具有重要意义。在研究中国家用电动汽车相关政策、发展趋势的基础上，根据调研的结果，我提出采用蒙特卡洛模拟抽取起始荷电状态、起始充电时间的电动汽车充电负荷计算方法。该方法将不同车辆的不同充电行为按充电需求进行分类，根据充电方式、起始荷电状态、充电需求、起始充电时间计算充电时间，获得充电负荷曲线。

家用电动汽车的主要能源来源于安装在车上的蓄电池，蓄电池有一个容量限度，当蓄电池的能量耗尽的时候，充电装置是维持电动汽车长时间运行的必要配套设施。电动汽车的充电需要固定的充电桩，电动汽车对于充电桩的需求等同于普通汽车对于加油站的需求，由于充电需求的不确定性，因此充电桩必须大量分布于各个地区。充电桩作为一种高能耗设施，它对于电网的影响有多方面，其一是功率的消耗，其二影响电力的用电平衡，其三影响电能的质量，其四容易形成谐波影响，造成电网的动态污染。一旦充电桩大量存在，也就意味着在电网之中，它将立足于一个举足轻重的地位。家用电动汽车的大规模普及乃大势所趋，而伴随其充电行为带来大量的充电负荷，家用电动汽车充电负荷模型受充电模式影响很大，更换电池模式可以很大程度削减电网的峰谷差，提高电力设备的利用率，有利于电网的安全高效运行。因此有必要对家用电动汽车充电负荷的需求进行研究。

1.2 国内外研究现状

近年来，世界各国都在大力发展电动汽车产业， 美国总统奥巴马更是在2011年提到“到2015年美国成为全球第一个电动汽车数量过百万国家”的目标。日本政府也制定了一系列政策，促进和鼓励电动汽车的普及。与此同时，我国也出台了一系列法政法规来促进电动汽车的发展。随着家用电动汽车的大规模发展，大量电动汽车充电^[1]可能带来新一轮的电力负荷快速增长，如果大规模家用电动汽车集中在负荷高峰期充电将加剧电网负荷峰谷差，加重电网的负担^[2]。国内外学者对电动汽车充电负荷的预测研究由来已久，文献^[3]、^[4]基于车辆的驾驶数据分析电动汽车充电时间分布，但是所研究电动汽车容量都是固定的，车型较为单一化。文献^[5]在给定电动汽车数量与起始SOC，同时假设充电时间为固定时间段内随机充电且充电功率单一的基础之上研究了电动汽车充电负荷^[6]。

曾梨学者对南京地区私家车进行充电特性参数进行分析^[7]，用蒙特卡洛模拟法计算充电负荷^[8]，结果表明了在满足电动汽车使用需求的前提下，通过有效的技术经济手段引导家用电动汽车有序充电，避开电网负荷的高峰时段，合理地分散电动汽车的充电功率，减少对电网的负荷冲击，可以达到削峰填谷的效果。

罗卓伟、胡泽春两位学者探讨了未来各主要类型电动汽车的充电方法和充电时间，建立了电动汽车充电模型^[9]，并对充电过程进行了模拟。结果表明了未来十年随着家用电动汽车的普及，电动汽车充电负荷快速增长。

与充电负荷研究同时进行的是充电设施建设的研究。美国政府于2009年10月提出启动充电设施规模化建设项目，计划到2012年末在5个州建成11200多个充电点^[10]。次年6月，美国政府启动了一项名为“Charge Point American”的计划，目标在新设立的9个试点区建设5000个充电站。截至2013年2月底，美国共有5615个公共充电桩^[11]。在充电基础设施的建设方面，日本国内也取得了显著的成效，截至2012年末，日本国内共建成了超过1000座电动汽车充电站，充电站在日本国内的普及已经达到了一定的水平^[12]。2009年国网上海市电力公司建成了国内第一座可实现商业化运行的充电站，漕溪充电站^[13]。同年底，北京首科集团在健翔桥建成了国内第一个包含智能微网的纯电动汽车示范充电站^[14]。当前我国充电设施建设方兴未艾，在相应的充电站布局规划、容量规划和实际运行等方面缺乏成熟的理论和方法^[15]，我国政府应该给予大力支持。

2. 研究的基本内容与方案

（1）研究的基本内容