摘 要

现在，环境污染越来越严重，资源也越来越紧张。在这样的情况下，由于节能减排的优势，电动汽车受到的关注越来越多。而如今，越来越成熟的技术也导致电动汽车的应用越来越广泛。通过各种设备，电动车能够通过电网实现充电，这样，未来必然会对电网造成一定的影响。对于如何评定电动汽车所带来的充电负荷的影响，并且解决这种影响方面，本文有比较深入的系统性研究。本文基于蒙特卡洛模拟法，分析并评估了不同发展规模下，电动汽车充电对于电网所造成的影响进行了一定的研究，并以此为基础，提出基于峰谷电价引导策略为主的实现有序充电的方式，从而构建起用户行为对于峰谷电价的相应模型。本文取得了以下主要成果：

对电动汽车有序充电的概念进行概括总结，此外以定量手段分析了三种不同的充电设备在低渗透率下，对电网所造成的影响；对乘用车车主的行为进行了统计概率分析，基于分析结果，使用蒙特卡洛模拟方法，对不同数量的电动汽车充电载荷下，电网曲线所受到的影响情况进行仿真和评估；引入有序充电概念，并基于此提出对峰谷电价的引导方案，通过用户侧的响应模型，预测方案的实施效果，并且根据这种方案的预测和遗传算法，提出一种对有序充电的峰谷时段进行优化的方法，选择出在方案实施后，能够达成最小峰谷差率的峰谷电价时段。

关键词：电动汽车 有序充电 蒙特卡洛法 峰谷电价 电价时段优化

Research on Charging Strategy of Electric Vehicle

Abstract

Now, the environmental pollution is more and more serious, the resources are also getting more and more nervous. In this case, due to the advantages of energy saving and emission reduction, electric vehicles are more and more attention. Nowadays, more and more mature technology has led to the application of electric vehicles more and more widely. Through a variety of equipment, electric vehicles can be charged through the grid, so that the future is bound to have a certain impact on the power grid. This paper has a systematic study on how to evaluate the effect of the charging load caused by the electric vehicle and to solve the problem. The based on Monte Carlo simulation method, analyze and evaluate the development of different size, electric vehicle charging for power grid caused by the influence of certain research, and take this as the foundation, proposed based on peak and valley price guide strategy implementation to charge ordered way, so as to construct user behavior for the corresponding model of peak valley electricity price. The following main achievements are obtained in this paper:

First, the concept of orderly charging of electric vehicles is summarized, in addition to quantitative analysis of three different charging equipment in low permeability, the impact on the grid.

Second, behavior of passenger car owners were probability and statistics analysis, based on the results of the analysis, Monte Carlo simulation method is used, for different number of electric vehicle charging load and power curve is for simulation and evaluation;

Third, introduce the order charge concept and based on this proposed guidance scheme of peak and valley price, by the user side of the response model and prediction result of the implementation of the project, and according to the prediction and genetic algorithm, put forward a kind of charge ordered peak and valley time of optimization method, selected in the implementation of the program, can reach a minimum difference between peak and valley electricity price of peak and valley time.

Key Words: Electric vehicle; Ordered charging; Monte Carlo method; Peak valley; Electricity price; Period optimization

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 电动汽车有序充电研究的意义 1

1.2 国内外电动汽车产业发展现状 2

1.2.1 美国 2

1.2.2 欧盟 2

1.2.3 日本 3

1.2.4 中国 4

1.3 电动汽车有序充电的国内外研究现状 4

1.4 本文研究的现实意义及主要工作 6

1.4.1 本文研究的现实意义 6

1.4.2 本文的主要工作 6

第二章 电动汽车有序充电 7

2.1 电动汽车充电的基本概念 7

2.1.1 充电方式 7

2.1.2 充电设施 8

2.1.3 动力电池及其充电过程 9

2.2 有序充电的概念 10

2.3 本章小结 12

第三章 基于蒙特卡洛法的大规模电动汽车充电需求预测 13

3.1 蒙特卡洛法 13

3.2 大规模电动汽车充电需求的概率模型 14

3.2.1 用户行为概率模型 15

3.2.3 规模充电负荷模拟 19

3.3 大规模电动汽车充电负荷对电网负荷曲线的影响 22

3.4 本章小结 25

第四章 基于峰谷电价的电动汽车有序充电 26

4.1 峰谷电价 26

4.1.1 实施峰谷电价的原因和意义 26

4.1.2 电动汽车有序充电的峰谷电价引导政策 27

4.2 电价政策引导下的用户充电时间选择 28

4.3 规模充电负荷计算 29

4.4 本章小结 32

第五章 结论 33

5.1 本文总结 33

5.2 未来展望 34

参考文献 35

第一章 绪论

1.1 电动汽车有序充电研究的意义

如今，环境质量越来越差，全球变暖的问题也越来越严重，因此就有更多的人开始重视和追求绿色环保的生活理念，此外，由于传统化石燃料如石油等也在逐渐枯竭，而人类对于能源的需求却是在不断上涨，能源形势正在变得越来越严峻，这迫使人们不得不寻找新的能够替代传统能源的形式，对传统的化石燃料进行替代，维持人类的发展。

传统的汽车获得动力的手段是燃烧汽油柴油或天然气等，这些都是石油的衍生产品，也就是说，他们燃烧的是化学燃料，在这个过程中它们能够获得足够的动力，但也会产生大量的有害气体，由于汽车数量相当庞大，这方面的问题也就很严重。所以从上世纪就是年底啊开始，由于电动汽车的零排放以及清洁能源的优势，开始受到人们越来越多的关注。不仅是政府的大力扶持，民间也自发形成了若干团体积极提倡。很多主要的汽车厂家对于电动车的发展都开始关注，并且在这个领域大量投入了许多的资金和技术。在20多年的发展后，当前电动汽车的技术已经比较成熟，很多电动汽车投入使用，发展前景广阔。

电动汽车的动力是车载电源，通过电机实现对车轮的驱动前进。所以，补充能源就需要充电，基于电动汽车的设计用途以及电源用途的不同，主要有三种方式进行充电：换电池、大型充电站快充以及普通充电桩慢充。工业和信息化部门对电动汽车的发展研究报告认为，到2030年为止，我国将会拥有六千万辆电动汽车，这样庞大的规模，导致电动汽车不管使用哪种充电方式都会对电网产生极大的影响。由于同一地区的人们在使用汽车的时候都会有相当程度的时间集中性，如果任由他们无序充电，很有可能会导致电网容量的不足，导致电网的稳定性发生波动。所以，对电动汽车大规模入网充电对电网所造成的影响问题进行研究，并以降低负面作用为目标，解决这个问题，已经成了人们所关注的热点问题，所以也就产生了有序充电的概念。基于智能电网之下，通过主动控制和调节电网侧的充电设施，或者通过各种方式合理引导车主的充电习惯，帮助实现电动汽车的有序充电，那么就可以确保电网与电动汽车的协调发展。

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