基于matlab遗传算法求解峰谷分时电价电动汽车充电负荷优化问题

摘　要：在研究电动汽车用户充电需求的前提下，利用蒙特卡洛方法对２种不同充电方式进行模拟并对其进行分析；分析用户响应度对电动汽车有序充电的影响，建立峰谷分时电价对电动汽车负荷影响的模型，在模拟出电动汽车无序充电负荷的基础上，用实际案例对模型进行验证，利用多目标优化遗传算法进行求解，验证峰谷分时电价对电网负荷优化的有效性。
关　键　词：电动汽车；分时电价；有序充电；电价响应

近年来，在国内外石油资源紧缺，环境问题日益严重的情况下，电动汽车因具有显著的经济性与环境性，其发展迅速，在中国，至２０３０年，电动汽车数量将达到６　０００万辆［１］。随着电动汽车数量的不断增加，由于其负荷在时间与空间上所具有的不确定性，使得当大规模电动汽车并网进行充电时会对电网造成负荷冲击。虽然会加剧负荷的波动性与随机性，但是若能够将电动汽车负荷好好利用作为可调度负荷资源，则能够抑制电网系统的峰谷差，为电网安全稳定运行提供更强有力的保障［２－５］。因此，实现电动汽车充电负荷的合理控制，避免电动汽车在系统负荷高峰时大量充电造成尖峰，高效的抑制峰谷负荷差，是电网面临的重要挑战。
目前，国内有很多学者参与了峰谷分时电价引导电动汽车用户参与有序充电的研究，文献［６］提出根据电动汽车类型的不同采用相适应的充电负荷计算方法，对电动汽车充电负荷进行较为精准的预测；文献［７］建立电动汽车负荷最优潮流模型，通过调配各机组出力以优化系统发电成本，在用户侧，将电池损耗和充电等待时间成本计入用户充电费用中，运用双层模型进行优化；文献［８］从电动汽车充电运营商方面考虑，利用动态响应峰谷电价形成有序充电，但文章未能考虑负荷波动造成电网的不稳定，大量电动汽车在后半夜充电又造成另一个用电高峰；文献［９］以电网峰谷差为目标函数，利用电网电价时段的划分来平抑区域配电网负荷的波动，使得电网安全稳定的运行。
该文在以上研究的基础上，根据电动汽车负荷影响因素进行分析，利用蒙特卡洛方法模拟电动汽车无序充电和有序充电负荷曲线，设立不同的响应系数以研究用户参与有序充电时负荷曲线的特点。研究峰谷分时电价价格弹性与电动汽车负荷之间的关系，建立峰谷分时电价优化模型，利用多目标优化遗传算法对模型进行求解，分析峰谷电价对电网负荷以及用户的影响。

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