[發明專利]一種電動汽車充電負荷特性模擬方法

在審

• 申請號: 201911140472.6
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN112825102A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 王敏;張鵬;石逸;伍超;莫凌
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種電動汽車充電負荷特性模擬方法，基于實際的電動汽車充電曲線，建立了電動汽車變功率快速充電負荷模型，利用蒙特卡洛模擬方法對電動汽車群的充電負荷進行模擬，比較了不同車型、不同電池容量的電動汽車快速充電負荷的差異，并將電動汽車實際變功率快速充電模式同恒功率快速充電模式及慢速充電模式的充電負荷進行比較。本發明的優點在于發現了基于實際充電功率的電動汽車快速充電負荷同傳統恒功率快速充電及慢速充電負荷的差異，證明了傳統電動汽車充電負荷預測方法的不足和誤差，得出了利用本方法進行電動汽車充電負荷模擬對電網的調度、運行及負荷預測更有實際意義和運用價值。

技術領域

本發明涉及電動汽車充放電領域，具體涉及一種電動汽車充電負荷特性模擬方法。

背景技術：

傳統燃料汽車的大量普及已無法滿足保護環境、節能減排的要求，發展新能源電動汽車迫在眉睫。目前全球各國政府紛紛制定發展戰略，出臺新型政策促進電動汽車的研發和市場推廣；相關企業積極投入，電動汽車技術發展迅猛。

電動汽車充電負荷在時間和空間上具有一定的隨機性，大規模電動汽車的接入可能會導致電網負荷峰值加大、局部過負荷、電網阻塞、波動增大和配電網投資增加等問題，對電網的穩定和電力系統的規劃、運行以及電力市場的運營產生重大影響。另一方面，電動汽車可作為可調度負荷及儲能進行調度控制，從而可以減少電網壓力和提高電網可靠性。

因此，電動汽車充電負荷的預測和模擬十分重要。目前對電動汽車充電負荷的預測大多基于常規或慢速充電模式，并且充電功率都假定為恒功率或在一定范圍內均勻分布，在實際運用中會產生一定誤差。由于電動汽車快速充電技術的成熟以及快充電樁的普及，使得電動車主更加愿意采用耗時短、效率高的快速充電。電動汽車群的無序快充將對配電網帶來巨大沖擊。因此對電動汽車實時充電功率尤其是快速充電模式下的充電功率的準確模擬與預測對電網調度及控制策略具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電動汽車充電負荷特性模擬方法，基于實際的電動汽車充電曲線，建立了電動汽車變功率快速充電負荷模型，利用蒙特卡洛模擬方法對電動汽車群的充電負荷進行模擬，以解決現有技術中導致的電動汽車群的無序快充對配電網帶來巨大沖擊負荷的缺陷。

一種電動汽車充電負荷特性模擬方法，所述方法包括如下步驟：

將獲取的汽車起始充電時刻和日行駛里程進行擬合構建概率分布模型；

根據日行駛里程和預先構建的汽車充電功率模型得到汽車充電功率；

根據汽車起始充電時刻和汽車充電功率計算得到汽車荷電狀態；

根據汽車充電功率和汽車荷電狀態擬合出汽車充電功率函數計算第n1輛車在第t時間的充電負荷；

將所有充電汽車的各時刻充電功率生成充電負荷矩陣并相加形成總充電負荷矩陣；

由總充電負荷矩陣繪制電動汽車群日充電負荷曲線得到汽車充電負荷。

進一步的，將獲取的汽車起始充電時刻和日行駛里程進行擬合構建概率分布模型的方法為：

根據預先獲知的汽車出行曲線，對車輛最后行程返回時刻即開始充電時刻和日行駛里程用正態分布和對數正態分布擬合，模型如下：

式中，x為開始充電時間，電動汽車開始充電時刻滿足期望μ_s＝17.6；標準差σ_s＝3.4的正態分布；

電動汽車日行駛里程滿足期望μ_D＝3.2，標準差σ_D＝0.88的對數正態分布。

進一步的，汽車充電功率模型的構建方法包括如下步驟：