考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展電動汽車是落實國家低碳經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略、促進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)的重要舉措，因此電動汽車在我國亦被稱為“綠色汽車”。純電池電動汽車(BatteryElectric Vehicle，簡稱BEV)，是指完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動力源，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。
[0003]我國的電動汽車產(chǎn)業(yè)目前呈現(xiàn)出較快的發(fā)展勢頭。作為低碳產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，中國確立了電動汽車發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo):到2015年，純電動汽車應(yīng)用達50萬輛以上；到2020年，新能源汽車技術(shù)達到國際先進水平。純電動汽車未來如此大規(guī)模的應(yīng)用必將導(dǎo)致大量電池充電負荷的迅速增長，這種新型的前所未有的電力負荷將給電力系統(tǒng)的運行帶來重要影響，也將給我國打造智能電網(wǎng)帶來重要挑戰(zhàn)。主要的影響包括但不限于:電能質(zhì)量惡化、負荷峰值增加、變壓器/線路過載、電網(wǎng)投資增加等。因此，有必要考慮電動汽車充電的隨機特性，建立數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確地研究電動汽車充電負荷，為電力系統(tǒng)負荷預(yù)測提供重要技術(shù)支撐，從而制定相應(yīng)的應(yīng)對措施及規(guī)劃方案。
[0004]然而，目前已有的研究成果所用建模方法大多簡化太多，并沒有根據(jù)電動汽車用戶的實際用車習(xí)慣和充電習(xí)慣考慮其隨機特性，因此，在此基礎(chǔ)上的分析也是不準(zhǔn)確的。針對該問題，已有文獻尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種考慮了電動汽車充電的隨機特性、從而能夠較準(zhǔn)確地評估電動汽車充電對電網(wǎng)影響的電動汽車充電負荷估算方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法，用于對電力系統(tǒng)中含有的電動汽車充電所需電力負荷進行估算，該方法包括電動汽車分類、單輛電動汽車充電負荷估算和多輛電動汽車充電負荷估算三個步驟；
(1)所述電動汽車分類包括:獲取各種電動汽車的與其電池相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所獲取的參數(shù)數(shù)據(jù)按照不同的電動汽車分類方式進行分類統(tǒng)計；
(2)所述單輛電動汽車充電負荷估算包括:重復(fù)多次按照步驟a至i實現(xiàn)單輛電動汽車充電負荷估算，從而針對多輛電動汽車分別估算出其各自的充電過程負荷狀況:
a、選定所述數(shù)據(jù)庫中的一類電動汽車，根據(jù)該類所述電動汽車的電池容量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得該類所述電動汽車的電池容量的數(shù)學(xué)分布，并得出該類所述電動汽車的電池容量的概率分布函數(shù)； b、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)該類所述電動汽車的電池容量的概率分布函數(shù)對該類所述電動汽車的電池容量進行隨機采樣，使采樣獲得的電池容量處于該類所述電動汽車的電池容量的最大值與最小值之間，從而獲得該類所述電動汽車的電池容量；
C、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)采樣獲得的該類所述電動汽車的電池容量得出該類所述電動汽車的最大行駛距離；
d、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)該類所述電動汽車的日行駛里程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得該類所述電動汽車的日行駛里程的數(shù)學(xué)分布，并得出該類所述電動汽車的日行駛里程的概率分布函數(shù)；
e、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)該類所述電動汽車的日行駛里程的概率分布函數(shù)對該類所述電動汽車的日行駛里程進行隨機采樣，從而獲得該類所述電動汽車的日行駛里程;
f、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)采樣獲得的該類所述電動汽車的日行駛里程估算單輛該類所述電動汽車的電池在充電前的荷電狀態(tài)；
g、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)該類所述電動汽車的起始充電時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得該類所述電動汽車的起始充電時間的數(shù)學(xué)分布，并得出該類所述電動汽車的起始充電時間的概率分布函數(shù)；
h、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)該類所述電動汽車的起始充電時間的概率分布函數(shù)對該類所述電動汽車的起始充電時間進行隨機采樣，從而獲得該類所述電動汽車的起始充電時間；
1、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)采樣獲得的該類所述電動汽車的電池在充電前的荷電狀態(tài)、電池的充電曲線和起始充電時間確定每一時刻單輛該類所述電動汽車的充電負荷及其荷電狀態(tài)；
(3)所述多輛電動汽車充電負荷估算包括:根據(jù)針對多輛電動汽車分別估算出的各自的充電過程負荷狀況，計算每一時刻多輛所述電動汽車的充電負荷之和。
[0007]步驟(1)中，對所述電動汽車按照用途或類型分類。
[0008]步驟a中，根據(jù)該類所述電動汽車的電池容量的數(shù)學(xué)分布，通過數(shù)學(xué)擬合的方法得出該類所述電動汽車的電池容量的概率分布函數(shù)。
[0009]步驟b中，對該類所述電動汽車的電池容量進行隨機采樣后，判斷采樣獲得的電池容量是否處于該類所述電動汽車的電池容量的最大值與最小值之間，若是，則以該采樣獲得的電池容量作為該類所述電動汽車的電池容量，若否，則再次進行隨機采樣，直至采樣獲得的電池容量處于該類所述電動汽車的電池容量的最大值與最小值之間。
[0010]步驟f中，假定所述電動汽車的電池的荷電狀態(tài)隨行駛距離而線性下降，再估算單輛該類所述電動汽車的電池在充電前的荷電狀態(tài)。
[0011]步驟(3)中，基于中心極限定理計算每一時刻多輛所述電動汽車的充電負荷之和。
[0012]所述電動汽車為純電池電動汽車。
[0013]所述電動汽車的電池包括鉛酸電池、鋰離子電池、鎳鎘電池或鎳氫電池。
[0014]所述方法通過電力系統(tǒng)負荷預(yù)測系統(tǒng)自動實現(xiàn)，所述電力系統(tǒng)負荷預(yù)測系統(tǒng)連接有存儲所述各種電動汽車的與其電池相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備。
[0015]所述方法還包括在所述電動汽車分類前的電動汽車統(tǒng)計數(shù)據(jù)載入和在所述多輛電動汽車充電負荷估算后的電動汽車充電負荷估算結(jié)果數(shù)據(jù)存儲兩個步驟；
所述電動汽車統(tǒng)計數(shù)據(jù)載入包括:所述電力系統(tǒng)負荷預(yù)測系統(tǒng)由所述存儲設(shè)備中讀取其所存儲的所述電動汽車的參數(shù)數(shù)據(jù)；
所述電動汽車充電負荷估算結(jié)果數(shù)據(jù)存儲包括:所述電力系統(tǒng)負荷預(yù)測系統(tǒng)將估算出的每一時刻多輛所述電動汽車的充電負荷之和存入所述存儲設(shè)備中。
[0016]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:該方法能夠提高電力系統(tǒng)負荷預(yù)測的準(zhǔn)確率，解決了智能電網(wǎng)環(huán)境下未來大規(guī)模電動汽車充電時其電力負荷難以準(zhǔn)確預(yù)測的難題，進而可以保證電網(wǎng)的實時平衡性，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供技術(shù)支撐。
【附圖說明】
[0017]附圖1為本發(fā)明的考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法的流程示意圖。
[0018]附圖2為本發(fā)明的考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法中電動汽車分類的流程示意圖。
[0019]附圖3為本發(fā)明的考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法中單輛電動汽車充電負荷估算的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0021]實施例一:一種用于對電力系統(tǒng)中含有的電動汽車充電所需電力負荷進行估算的考慮隨機特性的電動汽車充電負荷估算方法，該方法包括三個步驟，分別為:電動汽車分類、單輛電動汽車充電負荷估算和多輛電動汽車充電負荷估算，如附圖1所示。本方法中的電動汽車通常指純電池電動汽車，它所使用的電池包括鉛酸電池、鋰離子電池、鎳鎘電池或鎳氫電池。
[0022]步驟一、電動汽車分類
如附圖2所示，該步驟包括:獲取各種電動汽車的與其電池相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所獲取的參數(shù)數(shù)據(jù)按照不同的電動汽車分類方式進行分類統(tǒng)計。這里可以對電動汽車按照用途或類型分類，例如，當(dāng)對電動汽車采用依據(jù)用途分類時，可以分為主要用于上下班交通的電動汽車數(shù)量、私家車中用于非上下班交通的電動汽車數(shù)量以及公車中的電動汽車數(shù)量等幾類；而采用依據(jù)類型分類時，可以分為轎車、越野車、客車、小型貨車和大型貨車等幾類。
[0023]步驟二、單輛電動汽車充電負荷估算
如附圖3所示，該步驟包括:重復(fù)多次按照步驟a至i實現(xiàn)單輛電動汽車充電負荷估算，從而針對多輛電動汽車分別估算出其各自的充電過程負荷狀況。以下單次進行的步驟a至i針對同一類選定的電動汽車，通常需要遍歷同一分類依據(jù)中的各類電動汽車。
[0024]a、選定數(shù)據(jù)庫中的一類電動汽車，根據(jù)該類電動汽車的電池容量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得該類電動汽車的電池容量的數(shù)學(xué)分布，并通過數(shù)學(xué)擬合的方法得出該類電動汽車的電池容量的概率分布函數(shù)；
b、對所選定的該類電動汽車，根據(jù)該類電動汽車的電池容量的概率分布函數(shù)對該類電動汽車的電池容量進行隨機采樣，使采樣獲得的電池容量處于該類電動汽車的電池容量的最大值與最小值之間，從而獲得該類電動汽車的電池容量，即對該類電動汽車的電池容量進行一次隨機采樣后，判斷采樣獲得的電池容量是否處于該類電動汽車的電池容量的最大值與最小值之間，若是，則以該采樣獲得的電池容量作為該類電動汽車的電池容量，若否，則再次進行隨機采樣，直至采樣獲得的電池容量處于該類電動汽車的電池容量的最大值與最小值之間為止；