電動汽車有序充放電管理策略設計

4. 基于需求側響應的有序允放電管理策略設計

4.1 需求側響應

需求側響應(Demand Response，DR)的概念是美國在進行了電力市場化改革以后針對需求側管理(Demand Side Management，DSM)如何在市場競爭中充分發(fā)揮作用以維持系統(tǒng)可靠性和提高市場運行效率而提出的。廣義上來說，DR可以定義為：電力市場中的用戶針對市場價格信號或者激勵機制做出響應，并改變正常電力消費棋式的市場參與行為。DR使用的電價信號有分時電價(Time of Use，TOU)、實時電價(Real Time Pricing，RTP)、尖峰電價(Critical Peak Pricing，CPP)等;獎勵措施包括直接負荷控制、需求側競價(Demand Side Bidding，DSB)、容量市場計劃、輔助服務計劃等。用戶的DR行為包括調整可平移負荷(熱水器、洗衣機、電動汽車等)的用電時間，使其避開高電價時段用電;運用自有DER(如蓄電池儲能裝置、微型燃氣發(fā)電機、電動汽車等)在低電價時儲能，在高電價時發(fā)電自用或向電網送電。按照現(xiàn)代電網的運營觀念，用電負荷是和發(fā)電容量、電網傳輸容量與儲能容量一樣可以調度管理的資源，而DR是在電力市場環(huán)境下對用電負荷進行調度管理的重要措施，尤其是在有了電動汽車V2G這樣的雙向負荷后，DR的作用將更加突出。

4.2 有序用電管理

有序用電是指通過法律、行政、經濟、技術等手段，加強用電管理，改變用戶用電方式，采取錯峰、避峰、輪休、讓電、負控限電等一系列措施，避免無計劃拉閘限電，規(guī)范用電秩序，將季節(jié)性、時段性電力供需矛盾給社會和企業(yè)帶來的不利影響降至最低程度。有序用電的目標主要集中在電力和電量的改變上，一方面采取措施降低電網的峰荷時段的電力需求或增加電網的低谷時段的電力需求，以較少的新增裝機容量達到系統(tǒng)的電力供需平衡;另一方面，采取節(jié)省措施，在滿足同樣的能源服務的同時節(jié)絢社會總資源的耗費。

當前我國推行的有序用電管理措施，多是在負荷高峰電力供需不平衡的時候啟用，這種情況下，政府、供電企業(yè)和用戶都處于被動，尤其是用戶生產活動的調節(jié)屬于被動調節(jié)，會造成一定的損失。所以應該對有序用電的概念進行擴展，發(fā)展到所有電力用戶主動進行有序用電管理，主動調整用電負荷曲線，達到經濟效益、社會效益的雙贏。用戶主動的有序用電，也就是需求側響應的內涵，即如何通過經濟手段，引導用戶和電網互動，達到真正的智能用電。而電動汽車作為智能電網中最有特色的負荷之一，擁有雙向互動的技術支撐，所以基于需求側響應的電動汽車有序充放電管理，將對電網、對社會、對電動汽車用戶帶來多贏收益。

4.3 電動汽車充放電有序管理策略

(1)充電樁充電負荷有序管理策略。對于充電樁充電的負荷，通過負荷特性分析可知，如果想對該類負荷進行有序管理，使用合適的峰谷電價或是更細化的分時電價將是比較好的引導手段，引導分散的充電樁充電用戶盡量在負荷低谷的時候充電，在負荷高峰的時候放電，起到削峰填谷的作用。制定合適的電價激勵措施，需要充分考慮供電區(qū)域內電動汽車分散充電樁的負荷特性，基于經濟學中的需求彈性理論，定性分析電功汽車分散充電樁負荷的電力需求彈性，并從峰谷分時電價各時段電量與電價的關系角度出發(fā)，求取峰谷電力需求彈性系數(shù)，再運用商品供求與價格理論，按照不同電力供求形勢，分情況建立電動汽車分散充電樁峰谷分時電價優(yōu)化調整模型，充分考慮電動汽車的V2CJ能力，且要防止二次移峰的出現(xiàn)。

(2)公交車充電站負荷有序管理策略。對于公交車充電站的負荷，通過負荷特性分析可知其充電時間比較固定，該類負荷可作為純充電負荷來處理。如果想對該類負荷進行有序管理，需要在符合該類負荷特性的情況下，盡量引導公交車充電樁在負荷低谷時刻充電，在負荷高峰的時候，采用換電模式加以輔助。由于公交車充電站數(shù)目有限且負荷特性穩(wěn)定，可以針對具體的公交車充電站，分析得出其負荷特性及充電需求，采用直接編制有序用電工作方案的方式，由供電企業(yè)、充電站運行者共同制定相關方案和充電電價標準并組織實施。

(3)快速充電站負荷有序管理策略。對于快速充電站負荷，通過負荷特性分析可知，該類負荷的隨機波動性大，可控性差，有序管理網難，所以對于該類負荷的有序管理工作，應更多的側重于保證其快充過程中對電網的沖擊盡量小，保證盡量減少對電網的電能質量的惡化，綜合考慮其他充電棋式，供電企業(yè)和充電站一起聯(lián)合制定合適的充電電價，保證各方的合理收益。

(4)換電站負荷有序管理策略。對于換電站的負荷，通過負荷特性分析可知，由于換電站可以達到規(guī)?；浞烹姡匀绻芾淼卯?，換電站將能對電力系統(tǒng)產生如削峰填谷、頻率調節(jié)等功能，等價于一個大規(guī)模儲能系統(tǒng)。建議將換電站的充放電管理納入到電力系統(tǒng)的經濟調度中，通過2個途徑來體現(xiàn)它的價值：①將換電站用于平抑新能源電站的出力波動，使得新能源電站維持在一個穩(wěn)定的出力水平;②將換電站直接納入到電力系統(tǒng)的經濟調度模型中去，參與調峰、調頻和備用，使電力系統(tǒng)的經濟調度安排更加合理。

5.結語

隨著電動汽車充放電廣泛隨機接人電網，對電動汽車負荷進行有序管理提出了要求。本文針對電動汽車充放電負荷模型特點，提出的分類進行有序管理的思想，將對大量電動汽車接人電網后的負荷管理提供參考，今后還需針對適于電動汽車充放電的分時電價設定以及含換電站的電力系統(tǒng)調度模型進行深入研究。

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