0　引言

电网发展正处于传统电网向智能电网的转型期，配电网建设力度加大，这为电动汽车友好接入、有序充电提供了重要的技术支撑[1]。电动汽车（Electrical Vehicle，EV）接入电网后，由于其充电负荷在时间和空间上的不确定性，势必给电网的运行和控制带来很大影响[2-4]。EV利用充换储一体化站内电池的储能潜力为电网服务，使得EV具备有效进行削峰填谷的潜力。但如何对电动汽车充放电合理控制，规避其给电网带来的负荷波动，有效平抑电网峰谷差，成为亟待解决的重要问题。针对EV接入对电网负荷波动的影响及有序充电控制，已有相关研究成果发表。文献[5]建立了以峰谷差率最小为目标的优化模型，采用遗传算法对谷电价时段优化问题进行了求解。但该文献未针对峰电价时段提出相应的充电策略。文献[6-7]通过动态响应电网分时电价，采用有序充电控制方法提高电动汽车充电站的经济效益。但该文献研究过程中假设充电电价相同且不考虑电网负荷波动，使大量EV集中在电价相对便宜的夜间时段充电，导致另外一个用电高峰的出现。文献[8-9]以用户费用最小和电池起始充电时间最早为控制目标的数学模型，提出了电动汽车充电分时电价时段划分方法。但该文献没有充分利用电网大数据进行定价策略研究和负荷需求管理。

白煞离开聚贤厅去厢房告诉独自盘坐调息的黑煞萧飞羽所言。黑煞也怔忡起来，好一会他就像踏上了一条不知归期的旅途彷徨喃喃：“我犯了一个无法饶恕的错误，因为我竟然没有想到武功堡残余因为毁家灭门之恨，无论走还是留都会非常努力拖安和庄下水。”

1　基于电动汽车有序充电的充电站实时电价与负荷需求预测

1.1　电动汽车充电实时电价

大规模EV随机接入电网后可能会对电网产生许多不利的影响。比如，在现行的电网分时电价机制下，大多数电动汽车车主可能选择电价较低的时段充电以节约充电成本；从电网的角度，由于EV充电负荷过于集中可能会出现新的峰值，使得电网实际负荷峰谷出现时间与分时电价峰谷时段不一致。从电力负荷大数据分析可以得到如图1的叠加EV充电负荷后区域配电网典型日负荷曲线，在10∶00～12∶00和17∶00～21∶00时间段出现“峰上加峰”的现象，而在平时段内（15∶00～17∶00）出现负荷高峰。这一现象不利于电网的安全经济稳定运行。

在夏天，我抽出了繁茂的新叶，让我像胡宅中打扮包装一新的范峥峥一样，格外的妖娆，也让生意情场双得意的胡马强，更加心花怒放。

  

图1　区域配电网典型日负荷曲线图

在智能电网环境下，借助先进的量测、通信与智能决策技术，可以对电力用户的用电量按很短的时间间隔（如以h为单位）进行定价，即电力实时定价。电价的波动与需求之间相互影响，电力用户通过与电网互动掌握电价实时变动情况，从而制定相应的用电策略。一般用电价弹性系数e近似刻画两者之间的定量关系。

 

ATLAS求解器基于开源代码Adventure二次开发。Adventure结构力学分析软件基于高速并行原理开发，计算收敛速度提升相当明显，求解速度较常规有限元软件求解速度快一个数量级以上。

 

严格地说，电力需求量与实时电价之间存在非线性关系，为了简化分析，假设实时电价波动较小，将其一阶线性化，即认为在每个计算周期内电价弹性系数是常数；另一方面，用户不会因为电价升高而简单地降低用电量，而是会将负荷从高电价时段转移到低电价时段。则电价波动引起需求变化的关系可以表示如下∶

InAs/GaAs 量子点生长的 KMC 模拟 ························陈 龙 徐凯宇 (3,367)

 

1.2　电动汽车充电站实时电价优化模型

制定实时电价的目的就是引导用户调整充电时间，实现削峰填谷，减少电网运行和投资成本，提高设备利用率，因此以峰谷差作为目标函数。站在用户的角度，希望充电排队等候时间越短越好，充电费用越少越好。引用愿望度模型来描述用户参与实时电价互动的积极性。用户愿望度Cc定义为用户充电节省费用百分数与排队时间因子的加权和。

 

式中：a，b为加权系数，a+b=1，实际上不同用户对节约费用和节约时间的期望度不一样，加权系数也应不同，此处为简化起见，设a=0.5，b=0.5；设用户选择在k时刻充电，该时刻充电电价为pi，用户充电所需电量为Qch，则采用实时电价后用户节约的充电费用百分数形式为∶

式中：Δp和Δq分别为电价的波动量和负荷的微增量; s和t表示时段，s=t表示当前时段的电价对本时段的电力需求弹性（自价格弹性），当s≠t表示本时段的电价对其他时段的需求弹性（交叉价格弹性）；s，t=0，1，2，…，n。因此电力需求弹性矩阵E可表示为：

 

经调查分析发现，电动汽车达到充电站的数量随时间变化的规律一般服从参数为λ的泊松分布[10-12]。若某一电动汽车到达充电站时，充电设备有空闲，则可以立刻进行充电；如果充电设备没有空闲，则电动汽车需要排队等候。电动汽车接受充电的概率为∶

 

式中：Pn为有n辆电动汽车进行充电的概率; ns为充电站可用充电设备数量；n为进行充电的电动汽车数量。则电动汽车平均排队长度Lq和电动汽车用户平均排队时间Tq分别为：

 

1.3　带惩罚因子的遗传算法

上述最优化模型实际上是一个多目标组合优化问题。这里引入带惩罚因子的遗传算法进行建模，并计及用户愿望度对种群选择算子的影响，将一个多目标问题简化为单目标问题进行求解，大大降低了求解难。主要步骤如下∶

c. 假设有η比例（即m=η×n个）用户不受分时电价影响，选择随机充电，按照随机概率将这m个用户分配到24个时间槽。

b. 以“十进制/二进制”转换为基因编码方式，处理P1，P2，…，P24的小数部分，在进行遗传操作前先乘以10n后取整，操作后还原，以此保证n位小数的精度。

a. 初始化种群。按照时钟刻度将一天时间划分成24个时间槽（即00∶00～01∶00，01∶00～02∶00，…，23∶00～24∶00），在取值范围内随机确定每个时间槽对应的电价系数Pi（实际电价与基准电价的比值），生成k个初始个体（P1，P2，…，P24）i。

d. 从第m+1个用户开始按照用户愿望度选择充电时间。根据式（6）计算用户在各时间槽充电的愿望度；选择愿望度最高的时间槽作为用户的充电时间；依此类推，确定所有用户的充电时间。充电站在每个时间槽能够服务的车辆数是有限的，其最大值为Vmax，如果某个时间槽内排队的车辆数已经达到Vmax，认为该时间槽已满，则将用户选择该时间槽充电的愿望度设置为0。

状态3 在iP(t)反向的时刻(即等效电流源iP(t)在零点的时刻),电路进入状态3。压电电容CP上充满了电,此时同步开关闭合,并联电感L和压电电容CP形成L-C振荡回路,将电容上的电压在这一时刻进行反向,待L-C振荡结束后,CP上的电压完成反向,同步开关及时断开。至此,状态3结束。

e. 以峰谷差率的倒数作为选择算子fi，保证削峰填谷效果好的方案的基因被保留下来进行遗传。

f. 计算充电站的效益率，并用计算所得的充电站效益率修正选择算子fi′。

g. 采用轮盘赌法对父本进行选择，个体i选择的概率pi为∶

h. 对选择出的父本个体进行交叉遗传与变异，其中变异概率取0.01。

i. 反复迭代寻优，直到满足精度要求。

b. 由图3所示实施实时电价前后某充电站典型日负荷曲线可知：在计及电价需求弹性的基础上，采用不受控随机充电方式负荷峰谷差率最大为42.7%，这是因为EV选择自主充电导致负荷曲线加剧的结果；实施实时电价后负荷峰谷差率大大降低，仅有29%。市场环境下实时电价的波动必然导致负荷水平的变化，在这种情况下，利用价格杠杆引导电动汽车充电负荷充分体现了负荷需求管理的思想，起到减小峰谷差、提高设备利用率、减低电网投资和运行成本的作用。

  

图2　算法流程

2　算例研究

发生函数的方法在解决格路计数问题中有着很强的实用性，是解决格路问题的一种典型方法。有不少组合计数问题都是对任一给定的非负整数n，求一个与n有关的数an，因此本质上是求一个未知数列{an:n≥0}。发生函数方法的基本思想是：欲求未知数列{an:n≥0}，可先求出由此数列做成的幂级数的和函数再反过来把f(x)展成幂级数以求出an。发生函数方法已成为离散数学领域中的重要方法，其以某种统一的程序方式处理和解决众多不同类型的问题。

参考文献：

优化求解后得出结果：

a.算例研究的时间段00∶00～24∶00内电价系数为：{1.066，0.677，0.761，0.901，1.110，0.980，0.844，1.070，1.511，1.220，1.241，1.302，1.253，1.234，1.191，1.083，1.142，1.501，1.603，1.304，1.215，1.212，1.078，1.00}。通过计算可知在实时电价情况下，充电站效益率为115%，即充电站营业额增长15%；电动汽车用户平均可以节省37%的充电成本，平均等候时间限制在28 min以内。

该算法流程如图2所示。

  

图3　固定电价与实时电价负荷情况对比

3　结束语

以上通过构建电动汽车充电站实时电价优化模型，并利用带惩罚因子的遗传算法进行优化求解，最后算例证明了通过电力大数据合理制定实时充电电价不仅可以有效避免无序充电造成的“峰上加峰”负面现象，减小峰谷差，还可以使得充电站的利益得到保障，提高服务质量，降低用户充电成本。

为了简化计算，做出如下假设：假设60%的电动汽车用户（共2 147辆）参与实时电价互动充电；假设每分钟内到达充电的电动汽车数量服从参数为λ=42.5的泊松分布，每辆电动汽车接受充电的时间服从参数为μ=0.14的负指数分布。

[1] 方祥雷， 郑雅敏， 李亚雷， 等. 鹿西岛微网示范工程智能配用电通信系统建设[J].电力信息与通信技术，.2015，13（7）： 91-95.

方案Ⅲ：采用立井开拓方式，井筒基本位于井田储量中心区域，井筒冻结深度较深，井筒一次建成，矿井初期开拓工程量较大、投资高，工期较长。

[2] Clement-Nyns K， Haesen E， Driesen J. The impact of charging plug-in hybrid electric vehicles on a residential distribution grid[J]. IEEE Trans on Power Systems， 2010，25（1）：371-380.

以河北省南部电网某市区域配电网2016年7月17日实时数据为例，并有以下约束：该区域汽车中电动汽车保有率为13%；该地区所有充电站充电设备数量总和为252个。

[3] Shao Shengnan，Pipattanasomporn M，Rahman S.Challenges of PHEV penetration to the residential distribution network[C].//Proceedings of IEEE Power and Energy Society General Meeting， Calgary， 2009.

[4]　Yu Xiaolong.Impacts assessment of PHEV charge profiles on generation expansion using national energy modeling system[C].//Proceeding of IEEE Power and Energy Society General Meeting-Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century，Pittsburgh，2008.

2.3.3 二次电切 TURBT术后肿瘤残留风险已被证实[11]。二次电切能够检测肿瘤残留和分期偏低，提高肿瘤无复发生存率，改善BCG灌注结果和提供预后信息[15-16]。推荐对符合以下情况者行二次电切：①首次电切不充分；②首次电切标本中没有肌层组织，TaGl/LG肿瘤和单纯原位癌除外；③T1期肿瘤。

[5] 葛少云，黄　镠，刘　洪，等.电动汽车有序充电的峰谷电价时段优化[J].电力系统保护与控制，2012，40（10）：1-5.

[6] 徐智威，胡泽春，宋永华，等.充电站内电动汽车有序充电策略[J].电力系统自动化，2012，36（11）：38-43.

[7] 孙晓明，王 玮，苏 粟，等.基于分时电价的电动汽车有序充电控制策略设计[J].电力系统自动化，2013，37（1）：191-195.

我国绝大多数电力企业为国有企业，即便国有企业可以承担一定损失，但在市场价格低于经营成本的情况下，需要对其进行一定补偿以维持其正常运营。

[8] 刘文霞，仇国兵，张建华，等.电动汽车快速充电站需求分析与设备优化方法[J].天津大学学报：自然科学与工程技术版，2012，45（12）：1110-1115.

[9] 邹　文，吴福保，刘志宏.实时电价下插电式混合动力汽车智能集中充电策略[J].电力系统自动化，2011，35（14）：62-67.

捏脊对老年性便秘、厌食也很有效。不过，老年人的脊背常伴有变形、驼背或者皮肤干燥，捏拿时要注意保护皮肤。

[10]　李如琦，苏浩益.基于排队论的电动汽车充电设施优化配置[J].电力系统自动化，2011，35（14）：8-61.

[11]　潘鸣宇，贺家胜，迟忠君，等. 电动汽车智能服务平台的设计与实现[J]. 电力信息与通信技术，2014，12（1）：78-81.

[12]　闫宏莉，贺家胜， 电动汽车充电设施运行管理系统研究与应用[J]. 电力信息与通信技术，2012，10（9）： 33-37.