浅谈分时电价下含电动汽车的微电网群双层多目标优化调度

摘要：为解决大规模电动汽车无序充电导致电网出现“峰上加峰”现象，依据电动汽车充电地点的不同将配电网划分为居民区、办公区、商业区微电网，提出基于峰谷差、分时电价、用户充电满意度多目标下的电动汽车充电模式，建立了微电网内运营商峰谷差—用户充电费用少和充电满意度的双盈多目标优化调度模型，采用上海市实际居民办公商业混合体，基于MATLAB/NSGAⅡ算法求解负荷整形度；采取粒子群优化算法求解电动汽车车主达到充电满意度；实现对电动汽车充电时刻和充电功率的引导。实际算例仿真结果表明，该方法能有效降低配电网负荷峰谷差，提高电动汽车充电效率，满足用户充电需求。

关键词：微电网群；电动汽车；分时电价；多目标优化调度；双层优化

为了应对全球气候变暖和化石能源日益短缺的挑战，中国提出了“双碳”目标。国家电网公司发布了“碳达峰、碳中和”行动方案。开发和利用各种新型清洁能源，将电动汽车（electricvehicle，EV）

与分布式能源相结合，对实现多种能源的优势互补具有十分重要的意义。大量电动汽车接入微电网，对微电网群的协调优化运行带来了新的挑战。随着分布式新能源的发展，传统的单一微网模式已经处于劣势。微电网群将多个单一的微电网结合在一起，增强了微网系统的稳定性，使可再生能源能够灵活满足电力的多元化需求，并减少了电动汽车充电负荷对传统大电网的影响。在城市中，电动汽车数量众多，其电池具有电源与负荷的双重特性，与分布式电源具有互补性。发展城市风光储一体化，可以减少远距离输电损耗，实现能源利用的。

电动汽车充电难、充电价格不合理等问题日益突出。文献提出了电价引导的策略，通过制定动态电价引导EV车主进行有序充电，降低系统峰谷差，减少运行成本。文献［提出电动车智慧传输路径，通过云传输来实现电动车的充电协调与资源优化匹配功能。文献通过在楼宇中安装风力发电机，模拟了电动汽车在楼宇中的充电行为特征，验证了其在城市中的应用可能性。EV充电站具有分布式特点，在经济相对发达充电站密集的区域，辅以光伏发电，一定程度上减轻了电网负担，并提高了供电可靠性。以往对于EV优化调度的研究以单层优化、单目标优化为主，但EV优化调度是复杂的多目标优化问题，因此文献建立了包含EV的双层优化模型，通过博弈实现了充电站收益与电动汽车车主利益之间的平衡。随机性与不确定性是EV充电时空需求方面的明显特点，导致充电桩利用率不高，因此需要在电动汽车充电优化调度方面进行研究。

基于以上背景，本文针对基于负荷变化制定分时充电电价的电动汽车有序充电优化调度策略进行了研究。我们构建了运营商—用户双层多目标优化调度模型，将配电网划分成居民区、办公区、商业区微电网。在此基础上，以微电网内电动汽车为研究对象，依据负荷的变化制定日前分时充电电价，兼顾电网供电可靠性与电动汽车用户的利益，引导电动汽车用户参与有序充电。

1含电动汽车的微网群与日前分时电价

通过微电网群能量管理系统对微电网进行控制，控制平台在前一天将微网内部基本用电负荷、光伏与风力发电机出力以及电动汽车行为信息上传至管理系统，从而对次日的微电网群内电动汽车进行调度。微网群结构示意如图1所示。