面向主动配电网的电动汽车充电负荷柔性调节与协同优化方法

《Scientific Reports》：Flexible regulation and cooperative optimization method of electric vehicle charging load for active distribution networks

　　

摘要

在双碳目标的驱动下，中国电动汽车（EVs）的数量保持了快速增长。电动汽车的大规模无序充电给有源配电网（ADNs）的安全稳定运行带来了严峻挑战。为了实现电动汽车充电负荷与有源配电网之间的协同优化，本文提出了一种基于需求响应的电动汽车充电负荷灵活调节方法。首先，分析了电动汽车充电行为的特征，建立了一个涵盖随机充电和协调充电模式的电动汽车充电负荷模型。采用蒙特卡洛方法进行充电负荷的抽样仿真。其次，针对传统 NSGA-II 算法容易陷入局部收敛和解分布不均匀等缺陷，提出了一种基于混沌初始化和精英选择的改进 NSGA-II 算法。在此基础上，构建了一个源荷协同优化模型，以最大综合用户满意度和最小有源配电网净负荷方差为优化目标，约束条件包括电池荷电状态和用户舒适度下限。最后，以中国某居民区的有源配电网为算例，分别验证了工作日和休息日电动汽车充电的调节性能。结果表明，所提方法在工作日将有源配电网负荷的峰谷差从 1002.0 kW 降至 329.8 kW，降幅为 63.5%。用户充电成本降低了 29.98%，综合用户满意度提高了 5.59%。所提方法有效提高了清洁能源的消纳能力和电网的运行稳定性。