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1 03 年 月 电 工 技 术 学 报 Vol.8 No. 第 8 卷 第 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb. 03 大 规 模 电 动 汽 车 充 电 需 求 及 影 响 因 素 杨 冰, 王 丽 芳 廖 承 林 (. 中 国 科 学 院 电 力 电 子 与 电 力 传 动 重 点 实 验 室 电 工 研 究 所 北 京 中 国 科 学 院 大 学 北 京 00049) 摘 要 通 过 分 析 传 统 汽 车 的 行 驶 规 律, 建 立 了 大 规 模 通 勤 用 电 动 汽 车 充 电 需 求 模 型, 探 讨 了 对 充 电 需 求 的 影 响 因 素 论 文 在 用 户 行 驶 开 始 时 间 结 束 时 间 和 行 驶 里 程 三 个 因 素 无 关 的 条 件 假 设 下, 采 用 蒙 特 卡 洛 模 拟 方 法 建 立 了 规 模 化 电 动 汽 车 充 电 需 求 模 型 基 于 用 户 行 驶 规 律, 分 析 了 电 动 汽 车 类 型 充 电 功 率 渗 透 率 和 充 电 情 景 等 因 素 对 规 模 化 电 动 汽 车 充 电 需 求 的 影 响, 通 过 仿 真 实 验 分 别 得 到 各 影 响 因 素 对 充 电 需 求 的 影 响 情 况 关 键 词 : 充 电 需 求 电 动 汽 车 蒙 特 卡 洛 影 响 因 素 中 图 分 类 号 :TM9 Research on Power-Charging Demand of Large-Scale Electric Vehicles and Its Impacting Factors Yang Bing, Wang Lifang Liao Chenglin (. Key Laboratory of Power Electronics & Electric Drives Institute of Electrical Engineering, Abstract Chinese Academy of Sciences Beijing 0090 China. University of Chinese Academy of Sciences Beijing China) A power-charging demand model of large-scale electric vehicles (EVs) which are used for commuting is established under the traffic rule of the tradition vehicles, and then the impacting factors of the demand are investigated in this work. Under the hypothesis that the factors, which include users starting time, ending time and the travelled distance, are independent each other, Monte Carlo simulation method is used to establish a power-charging demand model. Under the situation that the users habits is fixed, the charging demand model is used to analyze the factors including EVs types, charging power, EVs penetration rates, and the charging scenarios to the power-charging demand. The impact results, different impacting factors to the charging demand, are achieved after the comparisons of simulation experiments. Keywords:Power-charging demand, electric vehicles, Monte Carlo, impacting factors 引 言 随 着 石 油 资 源 的 消 耗 殆 尽, 近 年 来 电 动 汽 车 的 发 展 得 到 了 人 们 的 青 睐 [], 各 国 政 府 也 推 出 了 相 应 的 政 策 来 鼓 励 电 动 汽 车 的 发 展 : 美 国 国 家 能 源 部 实 施 了 EV project 计 划, 通 过 各 种 办 法 来 推 动 电 动 汽 车 的 发 展 ; 中 国 国 家 科 技 部 也 牵 头 实 施 了 十 城 千 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 (863 计 划 ) 资 助 项 目 (0AA05A09) 收 稿 日 期 改 稿 日 期 0--3 辆 计 划 [], 其 目 的 就 是 推 动 电 动 汽 车 及 其 相 关 技 术 在 中 国 的 使 用 和 发 展 随 着 自 然 资 源 的 消 耗 和 国 家 政 策 的 支 持, 电 动 汽 车 的 使 用 将 会 成 为 未 来 的 一 种 发 展 趋 势 然 而 大 规 模 电 动 汽 车 的 使 用 必 将 形 成 一 个 巨 大 的 充 电 需 求, 进 而 会 给 电 网 的 规 划 运 行 等 带 来 巨 大 的 挑 战 为 了 分 析 电 动 汽 车 充 电 负 荷 给 电 网 带 来 的 负 荷 影 响 未 来 配 电 网 的 规 划 以 及 电 动 汽 车 给 电 网 带 来 的 冲 击 影 响 等 问 题, 电 动 汽 车 充 电 需 求 模 型 的 研 究 和 建 立 是 首 要 的 也 是 至 关 重 要 的 一 个 环 节 [3-5]

2 第 8 卷 第 期 杨 冰 等 大 规 模 电 动 汽 车 充 电 需 求 及 影 响 因 素 3 关 于 电 动 汽 车 充 电 需 求 模 型 的 建 立, 国 内 外 已 经 有 不 少 的 专 家 和 学 者 进 行 了 研 究 研 究 的 目 的 主 要 有 : 电 动 汽 车 与 新 能 源 配 合 并 网 的 可 行 性 [6], 电 动 汽 车 对 电 网 带 来 的 影 响 [7], 电 动 汽 车 有 序 充 电 [8], [9] 含 有 电 动 汽 车 的 电 网 潮 流 计 算 等 目 前 关 于 充 电 需 求 模 型 的 建 模 方 法 主 要 有 两 种 : 采 用 蒙 特 卡 洛 模 拟 (Monte Carlo Simulation,MCS) 的 方 法 抽 样 计 算 得 出 充 电 需 求 曲 线, 即 用 MCS 方 法 抽 取 一 定 数 量 的 电 动 汽 车 及 其 行 驶 规 律 数 据, 进 行 模 拟 电 动 汽 车 行 驶 和 充 电, 得 到 规 模 化 电 动 汽 车 的 充 电 功 率 曲 线 [6,0-6] ; 采 用 排 队 理 论 (Queuing Theory,QT) 分 析 得 到 电 动 汽 车 充 电 站 的 充 电 功 率 表 达 式, 进 而 得 到 一 种 充 电 的 随 机 概 率 模 型 [9,7-9] 两 种 模 型 的 建 立 均 要 考 虑 到 一 些 影 响 因 素, 总 结 起 来 主 要 有 三 类 : 用 户 的 用 车 习 惯 电 动 汽 车 的 充 电 特 性 和 电 动 汽 车 的 规 模 对 于 充 电 需 求 模 型 的 建 立 以 及 应 用, 文 献 中 的 研 究 主 要 是 用 于 其 他 问 题 的 分 析 [6-9], 而 很 少 有 研 究 来 分 析 这 些 影 响 因 素 对 其 充 电 需 求 的 影 响 很 多 文 献 中 研 究 了 不 同 渗 透 率 情 况 下 充 电 需 求 的 变 化 情 况, 但 是 没 有 给 出 一 个 确 定 性 的 结 论 ; 而 对 于 不 同 充 电 功 率 不 同 动 力 电 池 容 量 和 续 航 里 程 以 及 不 同 电 动 汽 车 构 成 等 影 响 因 素 对 充 电 需 求 的 影 响, 目 前 国 内 外 尚 没 有 文 献 说 明, 而 这 些 因 素 对 于 提 高 电 动 汽 车 充 电 需 求 的 精 度 至 关 重 要 本 文 根 据 北 京 市 机 动 车 的 行 驶 规 律, 采 用 蒙 特 卡 洛 模 拟 的 方 法 建 立 了 通 勤 用 电 动 汽 车 充 电 功 率 需 求 模 型, 并 在 此 模 型 的 基 础 上 对 比 了 不 同 电 动 汽 车 类 型 不 同 充 电 功 率 以 及 不 同 渗 透 率 等 影 响 因 素 下 规 模 化 电 动 汽 车 的 充 电 需 求 的 变 化 情 况 用 户 行 驶 规 律 建 模 用 户 的 行 驶 规 律 建 模 是 建 立 充 电 需 求 模 型 的 前 提 条 件 北 京 市 0 年 交 通 发 展 年 报 告 统 计 了 北 京 市 居 民 通 勤 用 车 的 行 驶 情 况, 包 括 : 通 勤 用 车 的 上 班 行 驶 开 始 时 间 停 止 时 间, 下 班 行 驶 开 始 停 止 时 间 及 行 驶 里 程 的 统 计 数 据. 机 动 车 的 出 行 时 间 分 布 根 据 统 计 数 据, 拟 合 得 到 上 班 行 驶 开 始 时 间 停 止 时 间, 下 班 行 驶 开 始 时 间 停 止 时 间 的 概 率 分 布 情 况 其 中, 上 班 行 驶 开 始 时 间 近 似 服 从 分 段 柯 西 分 布, 上 班 行 驶 停 止 时 间 近 似 服 从 正 态 分 布, 下 班 行 驶 开 始 时 间 近 似 服 从 柯 西 分 布, 下 班 行 驶 结 束 时 间 近 似 服 从 正 态 分 布, 对 应 的 概 率 密 度 函 数 表 达 式 为.π[ 5( x 7.3) ] y.05π[ 6( x 8.) ] y y y ( x -8.75) x 0 x x 4 () e 0 4 () π π[ 3( x3 7.) ] ( x4-8.) x4 0 x 4 (3) e 0 4 (4) π 0.8 式 中,y,y,y 3,y 4 分 别 表 示 各 分 布 的 概 率 密 度 ;x, x,x 3,x 4 分 别 表 示 各 种 分 布 的 时 间 范 围. 机 动 车 行 驶 距 离 分 布 根 据 对 北 京 市 的 回 龙 观 和 天 通 苑 两 个 居 民 小 区 的 上 班 行 驶 距 离 调 研, 认 为 其 他 居 民 小 区 机 动 车 的 行 驶 里 程 规 律 与 此 相 似, 通 过 数 据 拟 合 得 到 用 户 上 班 出 行 距 离 服 从 伽 马 分 布, 其 分 布 密 度 函 数 为 x5 - a- b 5 a 5 5 y x e x 0 (5) b ( a-)! 式 中,a=5,b=3,y 5 表 示 概 率 分 布 密 度,x 5 表 示 时 间 范 围 根 据 上 述 用 户 行 驶 时 间 分 布 和 行 驶 里 程 分 布, 可 以 得 到 电 动 汽 车 用 户 可 能 的 充 电 时 间 区 间 和 需 要 充 电 的 能 量 值 充 电 区 间 可 以 设 定 为 两 段 : 上 班 行 驶 结 束 时 间 到 下 班 行 驶 开 始 时 间 之 间, 下 班 行 驶 结 束 时 间 到 下 一 次 上 班 行 驶 开 始 时 间 之 间 ; 充 电 能 量 可 由 每 次 行 驶 的 距 离 和 动 力 电 池 充 电 的 起 始 SOC (state of charge) 值 计 算 得 到 3 动 力 电 池 充 电 建 模 3. 电 动 汽 车 类 型 及 充 电 接 口 目 前 关 于 电 动 汽 车 动 力 电 池 类 型 及 容 量 尚 没 有 国 际 标 准, 各 汽 车 厂 家 均 是 按 照 各 自 的 标 准 进 行 生 产 和 推 广, 因 此 投 入 运 行 的 电 动 汽 车 的 动 力 电 池 容 量 续 航 里 程 等 都 有 一 定 的 差 异 在 北 京 市 示 范 运 行 的 主 要 车 型 和 国 际 上 比 较 知 名 的 车 型 及 其 电 池 参 数 见 下 表

3 4 电 工 技 术 学 报 03 年 月 Tab. 表 6 种 电 动 汽 车 电 池 参 数 比 较 Comparison of the battery parameters of six EVs 车 辆 名 称 车 型 电 池 类 型 容 量 /kwh 续 航 里 程 /km Nissan-Leaf 纯 电 动 锂 离 子 4 60 BYD-E6 纯 电 动 锂 离 子 Nissan-Altra 纯 电 动 锂 离 子 福 田 Midi 纯 电 动 锂 离 子 3 60 长 安 mini 纯 电 动 锂 离 子 北 汽 C30 纯 电 动 锂 离 子 动 力 电 池 充 电 模 型 动 力 电 池 充 电 模 型 主 要 用 于 模 拟 电 动 汽 车 的 充 电 过 程, 以 得 到 单 台 电 动 汽 车 的 充 电 功 率 曲 线 在 本 文 的 研 究 中 采 用 恒 功 率 充 电 方 式 ; 认 为 充 电 时 电 池 两 端 电 压 恒 定, 即 UI SOC() t SOC0 t (6) C 式 中,SOC(t) 表 示 动 力 电 池 的 荷 电 状 态 ;SOC 0 表 示 电 池 充 电 起 始 荷 电 状 态 ;U 为 电 池 两 端 的 电 压 ;I 为 充 电 电 流 ;C 为 电 池 的 容 量,kWh;t 为 充 电 时 间 3.3 动 力 电 池 充 电 起 始 SOC 设 定 从 式 (6) 可 以 看 出, 动 力 电 池 的 起 始 SOC 值 对 充 电 时 长 和 充 电 能 量 起 决 定 性 的 作 用 对 于 单 台 电 动 汽 车 的 分 析, 起 始 SOC 值 可 按 来 计 算 和 分 析, 而 对 于 一 定 规 模 的 电 动 汽 车 充 电 需 求 的 分 析, 各 台 电 动 汽 车 的 起 始 SOC 会 有 一 定 的 差 异 本 文 研 究 中, 认 为 各 台 电 动 汽 车 的 起 始 SOC 均 为, 电 动 汽 车 按 照 行 驶 规 律 模 拟 运 行 和 充 电, 按 照 运 行 后 的 某 一 天 作 为 起 始 进 行 分 析 计 算, 这 样 各 台 电 动 汽 车 的 起 始 SOC 会 有 所 差 异, 而 且 与 用 户 的 使 用 规 律 有 关 [3] 对 于 电 动 汽 车 行 驶 前 后 的 SOC 值 计 算 为 SOC( t ) d SOC( t) 00% 00 D (7) 式 中,SOC(t ) 表 示 上 一 次 充 完 电 的 电 池 电 量 ;SOC(t ) 表 示 行 驶 完 成 后 的 电 池 电 量 ( 或 电 池 充 电 起 始 电 量 );d 表 示 行 驶 里 程 ;D 表 示 续 航 里 程 取 一 定 数 量 汽 车, 形 成 电 动 汽 车 集 群 数 据 库 (3) 确 定 充 电 方 式 和 充 电 电 流, 各 台 车 由 于 不 同 的 充 电 地 点, 充 电 的 情 况 会 有 所 不 同 (4) 设 定 电 动 汽 车 的 充 电 约 束 条 件, 和 充 电 情 景, 并 模 拟 电 动 汽 车 的 运 行 和 充 电 情 况 (5) 将 各 台 电 动 汽 车 的 充 电 功 率 按 照 时 间 进 行 累 加, 得 到 总 的 充 电 需 求 功 率 曲 线 5 影 响 因 素 分 析 及 仿 真 计 算 影 响 规 模 化 电 动 汽 车 充 电 需 求 的 三 类 因 素 中, 用 户 习 惯 包 含 用 户 的 行 驶 时 间 行 驶 里 程 充 电 情 景 等 ; 充 电 特 性 包 含 充 电 方 式 以 及 充 电 起 始 SOC 分 布 等 ; 电 动 汽 车 的 规 模 指 电 动 汽 车 的 渗 透 率 其 中, 用 户 的 行 驶 时 间 行 驶 里 程 对 于 特 定 地 区 其 分 布 特 性 是 既 定 的, 因 此 在 分 析 特 定 地 区 电 动 汽 车 充 电 需 求 时, 需 要 考 虑 电 动 汽 车 车 型 充 电 功 率 电 动 汽 车 规 模 及 充 电 情 景 等 影 响 因 素, 本 文 在 上 文 所 建 立 的 蒙 特 卡 洛 模 拟 电 动 汽 车 充 电 需 求 模 型 的 技 术 上, 分 别 进 行 了 对 应 仿 真 模 拟 假 设 条 件 : 充 电 设 施 足 够 ; 电 动 汽 车 每 公 里 耗 电 量 不 变 ;3 各 电 动 汽 车 之 间 独 立 ;4 电 动 汽 车 在 周 末 均 有 足 够 时 间 充 满 电, 仿 真 运 行 5 天 分 别 对 应 5 个 工 作 日, 第 一 天 运 行 的 起 始 SOC 为 ;5 不 考 虑 动 力 电 池 的 损 耗 5. 不 同 电 动 汽 车 车 型 从 上 文 表 中 选 择 长 安 mini,byd-e6, 和 日 产 Leaf 三 类 电 动 汽 车 进 行 充 电 实 验 仿 真 假 设 三 类 电 动 汽 车 的 出 行 规 律 都 服 从 上 述 北 京 市 机 动 车 的 行 驶 规 律, 充 电 功 率 均 为 3.3kW, 渗 透 率 均 为 %(4 万 辆 ), 充 电 时 间 设 定 为 下 班 到 达 时 间, 充 电 条 件 为 满 足 下 一 次 行 驶 需 求, 仿 真 充 电 功 率 需 求 曲 线 如 图 所 示 4 仿 真 算 法 通 过 对 用 户 行 驶 规 律 和 动 力 电 池 的 建 模, 按 照 蒙 特 卡 洛 模 拟 法 建 立 充 电 需 求 模 型 的 方 法, 可 得 到 规 模 化 电 动 汽 车 的 充 电 需 求 可 归 纳 为 5 个 步 骤 : () 用 户 数 据 准 备 : 包 括 用 户 行 驶 时 间 行 驶 里 程 等 概 率 分 布 模 型, 即 式 ()~ 式 (5); 使 用 车 型 组 成 等 () 按 照 行 驶 时 间 和 日 行 驶 里 程 概 率 分 布 抽

4 第 8 卷 第 期 杨 冰 等 大 规 模 电 动 汽 车 充 电 需 求 及 影 响 因 素 5 图 不 同 车 型 情 况 下 的 充 电 功 率 曲 线 Fig. Power-charging profiles of different EV types 从 图 中 可 以 看 出, 不 同 电 动 汽 车 由 于 电 池 容 量 和 续 航 能 力 不 同, 充 电 功 率 和 充 电 时 间 长 度 都 有 所 不 同 相 比 三 种 车 型, 长 安 mini 的 动 力 电 池 容 量 最 小,BYD-E6 的 电 池 容 量 最 大 而 在 5 天 的 充 电 中, 长 安 mini 的 充 电 功 率 远 大 于 其 他 两 种, 最 大 充 电 功 率 达 到 6.7MW;BYD-E6 每 日 的 充 电 功 率 最 小,5 天 的 充 电 中 最 大 充 电 功 率 只 有 0.76MW 图 所 示 为 3 种 不 同 电 动 汽 车 日 充 电 量 对 比, 长 安 mini 的 日 充 电 量 也 最 大,BYD-E6 的 日 充 电 量 最 小 从 这 两 点 分 析, 由 于 动 力 电 池 的 容 量 不 同, 充 电 功 率 需 求 和 日 充 电 量 需 求 都 有 所 不 同, 而 且 电 池 容 量 越 小, 日 充 电 功 率 需 求 和 充 电 量 值 越 大 图 3 不 同 充 电 功 率 情 况 下 的 充 电 功 率 曲 线 Fig.3 Power-charging profiles of different charge powers 从 图 3 中 的 充 电 功 率 曲 线 可 以 看 出,5 天 的 充 电 功 率 曲 线 中,3.3kW 的 充 电 功 率 比.5kW 的 充 电 功 率 大, 第 4 天 充 电 时 这 两 种 充 电 功 率 的 峰 值 差 最 大, 为 3.4MW; 而.5kW 充 电 功 率 的 充 电 时 间 却 比 3.3kW 充 电 时 间 长 图 4 所 示 是 两 种 充 电 功 率 的 日 充 电 量 对 比, 可 以 看 出 3.3kW 充 电 时 的 日 充 电 量 比.5kW 充 电 功 率 大, 第 4 天 的 充 电 量 差 值 最 大, 达 到 0.494MWh,5 天 的 总 充 电 量 相 差 0.495MWh 图 3 种 不 同 车 型 日 充 电 电 量 Fig. Daily charging capacity of three different EV types 5. 不 同 充 电 功 率 选 择 Nissan Altra 进 行 不 同 充 电 功 率 时 的 充 电 需 求 仿 真 电 动 汽 车 的 渗 透 率 为 %, 行 驶 规 律 同 上, 充 电 时 间 选 为 下 班 到 达 后, 充 电 功 率 分 别 设 定 为.5kW 和 3.3kW, 得 到 如 图 3 的 充 电 功 率 需 求 曲 线 图 4 不 同 充 电 功 率 日 充 电 量 Fig.4 Daily charging capacity of different charging power 5.3 不 同 电 动 汽 车 渗 透 率 选 择 表 中 的 6 种 不 同 的 电 动 汽 车 进 行 仿 真, 分 别 计 算 6 种 车 型 在 等 比 例, 充 电 功 率 均 为 3.3kW, 充 电 开 始 时 间 为 下 班 到 达 后, 电 动 汽 车 总 渗 透 率 为 0% 30% 和 50% 时 的 充 电 情 况, 得 到 如 图 5 所 示 的 日 充 电 功 率 需 求 曲 线

5 6 电 工 技 术 学 报 03 年 月 图 5 不 同 渗 透 率 情 况 下 的 充 电 功 率 曲 线 Fig.5 Power-charging profiles of different penetration rates 从 图 5 中 可 以 看 出, 电 动 汽 车 充 电 需 求 随 渗 透 率 的 增 大 而 增 大, 三 种 渗 透 率 情 况 下 的 充 电 时 间 范 围 基 本 一 致, 充 电 功 率 需 求 与 渗 透 率 增 长 基 本 呈 线 性 关 系, 而 充 电 峰 值 也 是 在 第 4 天 最 大 5.4 不 同 充 电 情 景 与 不 同 渗 透 率 情 况 的 仿 真 条 件 相 同, 将 充 电 时 间 设 定 为 上 班 到 达 时 间 至 下 班 开 始 时 间 和 下 班 到 达 时 间 至 下 次 上 班 开 始 时 间, 即 将 充 电 情 景 设 定 为 居 住 地 和 工 作 单 位 两 地, 得 到 图 6 所 示 的 日 充 电 功 率 需 求 曲 线 从 图 6 中 可 以 看 出, 采 用 两 地 充 电 时 充 电 功 率 需 求 曲 线 出 现 两 个 充 电 高 峰, 充 电 功 率 和 渗 透 率 大 小 也 基 本 呈 比 例 关 系, 第 4 天 的 充 电 功 率 也 达 到 最 图 6 两 地 充 电 情 景 的 充 电 功 率 曲 线 Fig.6 Power-charging profiles of two area scenarios 大, 但 是 每 日 的 充 电 功 率 峰 值 比 只 在 居 民 地 充 电 时 的 充 电 功 率 小 图 7a 为 只 在 居 住 地 充 电 时 三 种 不 同 渗 透 率 的 日 充 电 量 变 化 曲 线, 图 7b 是 两 地 充 电 时 的 日 充 电 量 变 化 曲 线 两 种 充 电 模 式 中, 充 电 电 量 的 变 化 趋 势 基 本 一 致, 前 4 天 基 本 呈 线 性 增 长, 第 5 天 降 低 ; 从 充 电 量 的 峰 值 相 比, 两 地 充 电 时 日 充 电 量 比 只 在 居 民 地 充 电 时 要 低,5 天 内 三 种 不 同 渗 透 率 的 差 值 分 别 为 8.8GWh,6.09GWh,43.4GWh 图 7 两 种 充 电 模 式 充 电 量 比 较 Fig.7 Comparison of charging capacity of two situations 5.5 仿 真 实 验 总 结 通 过 上 述 仿 真, 在 四 种 不 同 条 件 下 的 充 电 功 率 需 求, 以 及 相 对 应 的 日 充 电 电 能 总 量 充 电 峰 值 功 率 的 对 比, 可 得 出 如 下 结 论 : () 不 同 类 型 电 动 汽 车 的 组 成 不 同 的 充 电 功 率 不 同 的 电 动 汽 车 渗 透 率 和 不 同 的 充 电 情 景 对 电 动 汽 车 的 充 电 需 求 的 影 响 情 况 不 同 () 电 池 容 量 低 的 电 动 汽 车 充 电 频 率 较 高, 充

6 第 8 卷 第 期 杨 冰 等 大 规 模 电 动 汽 车 充 电 需 求 及 影 响 因 素 7 电 需 求 较 大 ; 小 充 电 功 率 的 充 电 峰 值 较 小, 日 充 电 电 能 较 少, 充 电 持 续 时 间 长 ; 充 电 功 率 需 求 和 日 充 电 量 都 与 渗 透 率 大 小 呈 线 性 关 系 ; 采 用 两 地 充 电 时 日 充 电 功 率 峰 值 和 日 充 电 量 均 比 只 在 居 民 地 充 电 时 小 ; 充 电 功 率 和 充 电 电 量 峰 值 均 出 现 在 第 4 天 (3) 在 进 行 充 电 负 荷 预 测 以 及 有 序 充 电 控 制 时, 对 电 动 汽 车 充 电 负 荷 的 调 节 可 通 过 调 节 不 同 电 池 容 量 采 用 不 同 充 电 功 率 和 不 同 的 充 电 情 景 模 式 进 行 控 制 6 结 论 本 文 以 北 京 市 传 统 燃 油 车 的 行 驶 规 律 为 前 提, 在 不 改 变 用 户 用 车 习 惯 的 情 况 下, 采 用 蒙 特 卡 洛 模 拟 方 法 进 行 抽 样, 模 拟 得 到 了 一 定 规 模 电 动 汽 车 的 充 电 功 率 曲 线 通 过 对 比 分 析 了 电 动 汽 车 类 型 充 电 功 率 渗 透 率 以 及 充 电 情 景 等 因 素 对 电 动 汽 车 充 电 需 求 的 影 响, 得 出 了 对 充 电 需 求 的 影 响 情 况 论 文 的 工 作 对 电 动 汽 车 规 模 化 充 电 对 电 网 冲 击 影 响 电 动 汽 车 有 序 充 电 含 有 电 动 汽 车 配 电 网 的 负 荷 调 节 研 究 等 有 一 定 的 参 考 意 义 参 考 文 献 [] Boulanger A G, Chu A C, Maxx S, et al.vehicle electrification: status and issues[j]. Proceedings of the IEEE, 0, 99(6): [] 吴 憩 棠. 我 国 十 城 千 辆 计 划 的 进 展 [J]. 新 能 源 汽 车, 009, 4(): 5-9. Wu Qitang. Progresses in ten cities & thousand units plan[j]. New Energy Vehicles, 009, 4(): 5-9. [3] Robert C Green, Wang Lingfeng, Mansoor Alam. The impact of plug-in hybrid electric vehicles on distribution networks: a review and outlook [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 0, 5(): [4] 高 赐 威, 张 亮. 电 动 汽 车 充 电 对 电 网 影 响 的 综 述 [J]. 电 网 技 术, 0, 35(): 7-3. Gao Ciwei, Zhang Liang. A survey of influence of electric vehicle charging on power grid[j]. Power System Technology, 0, 35(): 7-3. [5] 胡 泽 春, 宋 永 华, 徐 智 威, 等. 电 动 汽 车 接 入 电 网 的 影 响 与 利 用 [J]. 中 国 电 机 工 程 学 报, 0, 3(4): -. Hu Zechun, Song Yonghua, Xun Zhiwei, et al. Impacts and utilization of electric vehicles integration into power systems[j]. Proceedings of the CSEE, 0, 3(4): -. [6] Ikegami T, Ogimoto K, Yano H. et al. Balancing power supply-demand by controlled charging of numerous electric vehicles[c]. IEEE Electric Vehicle Conference, 0: -8. [7] Hubner M, Zhao L, Mirbach T, et al. Impact of large-scale electric vehicle application on the power supply[c]. IEEE Electrical Power & Energy Conference, Montreal, 009: -6. [8] Clement K, Haesen E, Driesen J. Coordinated charging of multiple plug-in hybrid electric vehicles in residential distribution grids[c]. IEEE Power Systems Conference and Exposition, 009: -7. [9] J G Vlachogiannis. Probabilistic constrained load flow considering integration of wind power generation and electric vehicles [J]. IEEE Transactions on Power Systems, 009, 4(4): [0] 田 立 亭, 史 双 龙, 贾 卓. 电 动 汽 车 充 电 功 率 需 求 的 统 计 学 建 模 方 法 [J]. 电 网 技 术, 00, 34(): Tian Liting, Shi Shuanglong, Jia Zhuo. A statistical model for charging power demand of electric vehicles[j]. Power System Technology, 00, 34(): [] 罗 卓 伟, 胡 泽 春, 宋 永 华, 等. 电 动 汽 车 充 电 负 荷 计 算 方 法 [J]. 电 力 系 统 自 动 化, 0, 35(4): Luo Zhuowei, Hu Zechun, Song Yonghua, et al. Study on plug-in electric vehicles charging load calculating [J]. Automation of Electric Power Systems, 0, 35(4): [] Kejun Qian, Chengke Zhou, Malcolm Allan, et al. Load model for prediction of electric vehicle charging demand[c]. IEEE 00 International Conference on Power System Technology, 00:-6. [3] Lojowska A, Kurowicka D, Papaefthymiou G, et al. From transportation patterns to power demand: Stochastic modeling of uncontrolled domestic charging of electric vehicles[c]. IEEE Power and Energy Society General Meeting, 0, l: -7. [4] Adornato B, Patil R, Filipi Z. Characterizing naturalistic driving patterns for plug-in hybrid

7 8 电 工 技 术 学 报 03 年 月 electric vehicle analysis [C]. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Michigan, 009: [5] Ashtari A, Bibeau E, Shahidinejad S, et al. PEV charging profile prediction and analysis based on vehicle usage data [J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 0, 3(): [6] J Taylor, A Aaitra, M Alexander, et al. Evaluation of the impact of plug-in electric vehicle loading on distribution system operations[c]. IEEE Power & Energy Society General Meeting, Calgary, 009: -6. [7] R Garcia-Valle, J G Vlachogiannis. Electric vehicle demand model for load flow studies [J]. Electric Power Components Systems, 009, 37(5): [8] J G Vlachogiannis. Probabilistic constrained load flow considering integration of wind power generation and electric vehicles [J]. IEEE Transactions on Power Systems, 009, 4(4): [8] S Meliopoulos. Power system level impacts of plugin hybrid vehicles[r]. Power Systems Engineering Research Center (PSERC), 009. 作 者 简 介 杨 冰 男,987 年 生, 博 士 研 究 生, 主 要 从 事 规 模 化 电 动 汽 车 充 电 需 求 和 对 电 网 影 响 研 究 王 丽 芳 女,97 年 生, 博 士, 研 究 员, 博 士 生 导 师, 主 要 从 事 电 动 汽 车 智 能 电 网 相 关 技 术 等 方 面 的 研 究

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