電動(dòng)汽車(chē)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(jìn)行了電力市場(chǎng)化改革以后針對需求側管理(Demand Side Management，DSM)如何在市場(chǎng)競爭中充分發(fā)揮作用以維持系統可靠性和提高市場(chǎng)運行效率而提出的。廣義上來(lái)說(shuō)，DR可以定義為：電力市場(chǎng)中的用戶(hù)針對市場(chǎng)價(jià)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(chǎng)參與行為。DR使用的電價(jià)信號有分時(shí)電價(jià)(Time of Use，TOU)、實(shí)時(shí)電價(jià)(Real Time Pricing，RTP)、尖峰電價(jià)(Critical Peak Pricing，CPP)等;獎勵措施包括直接負荷控制、需求側競價(jià)(Demand Side Bidding，DSB)、容量市場(chǎng)計劃、輔助服務(wù)計劃等。用戶(hù)的DR行為包括調整可平移負荷(熱水器、洗衣機、電動(dòng)汽車(chē)等)的用電時(shí)間，使其避開(kāi)高電價(jià)時(shí)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(dòng)汽車(chē)等)在低電價(jià)時(shí)儲能，在高電價(jià)時(shí)發(fā)電自用或向電網(wǎng)送電。按照現代電網(wǎng)的運營(yíng)觀(guān)念，用電負荷是和發(fā)電容量、電網(wǎng)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(chǎng)環(huán)境下對用電負荷進(jìn)行調度管理的重要措施，尤其是在有了電動(dòng)汽車(chē)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(guò)法律、行政、經(jīng)濟、技術(shù)等手段，加強用電管理，改變用戶(hù)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(wú)計劃拉閘限電，規范用電秩序，將季節性、時(shí)段性電力供需矛盾給社會(huì )和企業(yè)帶來(lái)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(wǎng)的峰荷時(shí)段的電力需求或增加電網(wǎng)的低谷時(shí)段的電力需求，以較少的新增裝機容量達到系統的電力供需平衡;另一方面，采取節省措施，在滿(mǎn)足同樣的能源服務(wù)的同時(shí)節絢社會(huì )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(shí)候啟用，這種情況下，政府、供電企業(yè)和用戶(hù)都處于被動(dòng)，尤其是用戶(hù)生產(chǎn)活動(dòng)的調節屬于被動(dòng)調節，會(huì )造成一定的損失。所以應該對有序用電的概念進(jìn)行擴展，發(fā)展到所有電力用戶(hù)主動(dòng)進(jìn)行有序用電管理，主動(dòng)調整用電負荷曲線(xiàn)，達到經(jīng)濟效益、社會(huì )效益的雙贏(yíng)。用戶(hù)主動(dòng)的有序用電，也就是需求側響應的內涵，即如何通過(guò)經(jīng)濟手段，引導用戶(hù)和電網(wǎng)互動(dòng)，達到真正的智能用電。而電動(dòng)汽車(chē)作為智能電網(wǎng)中最有特色的負荷之一，擁有雙向互動(dòng)的技術(shù)支撐，所以基于需求側響應的電動(dòng)汽車(chē)有序充放電管理，將對電網(wǎng)、對社會(huì )、對電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)帶來(lái)多贏(yíng)收益。

4.3 電動(dòng)汽車(chē)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(guò)負荷特性分析可知，如果想對該類(lèi)負荷進(jìn)行有序管理，使用合適的峰谷電價(jià)或是更細化的分時(shí)電價(jià)將是比較好的引導手段，引導分散的充電樁充電用戶(hù)盡量在負荷低谷的時(shí)候充電，在負荷高峰的時(shí)候放電，起到削峰填谷的作用。制定合適的電價(jià)激勵措施，需要充分考慮供電區域內電動(dòng)汽車(chē)分散充電樁的負荷特性，基于經(jīng)濟學(xué)中的需求彈性理論，定性分析電功汽車(chē)分散充電樁負荷的電力需求彈性，并從峰谷分時(shí)電價(jià)各時(shí)段電量與電價(jià)的關(guān)系角度出發(fā)，求取峰谷電力需求彈性系數，再運用商品供求與價(jià)格理論，按照不同電力供求形勢，分情況建立電動(dòng)汽車(chē)分散充電樁峰谷分時(shí)電價(jià)優(yōu)化調整模型，充分考慮電動(dòng)汽車(chē)的V2CJ能力，且要防止二次移峰的出現。

(2)公交車(chē)充電站負荷有序管理策略。對于公交車(chē)充電站的負荷，通過(guò)負荷特性分析可知其充電時(shí)間比較固定，該類(lèi)負荷可作為純充電負荷來(lái)處理。如果想對該類(lèi)負荷進(jìn)行有序管理，需要在符合該類(lèi)負荷特性的情況下，盡量引導公交車(chē)充電樁在負荷低谷時(shí)刻充電，在負荷高峰的時(shí)候，采用換電模式加以輔助。由于公交車(chē)充電站數目有限且負荷特性穩定，可以針對具體的公交車(chē)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(guān)方案和充電電價(jià)標準并組織實(shí)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(guò)負荷特性分析可知，該類(lèi)負荷的隨機波動(dòng)性大，可控性差，有序管理網(wǎng)難，所以對于該類(lèi)負荷的有序管理工作，應更多的側重于保證其快充過(guò)程中對電網(wǎng)的沖擊盡量小，保證盡量減少對電網(wǎng)的電能質(zhì)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(jià)，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(guò)負荷特性分析可知，由于換電站可以達到規?；浞烹?，所以如果管理得當，換電站將能對電力系統產(chǎn)生如削峰填谷、頻率調節等功能，等價(jià)于一個(gè)大規模儲能系統。建議將換電站的充放電管理納入到電力系統的經(jīng)濟調度中，通過(guò)2個(gè)途徑來(lái)體現它的價(jià)值：①將換電站用于平抑新能源電站的出力波動(dòng)，使得新能源電站維持在一個(gè)穩定的出力水平;②將換電站直接納入到電力系統的經(jīng)濟調度模型中去，參與調峰、調頻和備用，使電力系統的經(jīng)濟調度安排更加合理。

5.結語(yǔ)

隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)充放電廣泛隨機接人電網(wǎng)，對電動(dòng)汽車(chē)負荷進(jìn)行有序管理提出了要求。本文針對電動(dòng)汽車(chē)充放電負荷模型特點(diǎn)，提出的分類(lèi)進(jìn)行有序管理的思想，將對大量電動(dòng)汽車(chē)接人電網(wǎng)后的負荷管理提供參考，今后還需針對適于電動(dòng)汽車(chē)充放電的分時(shí)電價(jià)設定以及含換電站的電力系統調度模型進(jìn)行深入研究。

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