電動(dòng)汽車有序充放電管理策略設(shè)計(jì)

4. 基于需求側(cè)響應(yīng)的有序允放電管理策略設(shè)計(jì)

4.1 需求側(cè)響應(yīng)

需求側(cè)響應(yīng)(Demand Response，DR)的概念是美國(guó)在進(jìn)行了電力市場(chǎng)化改革以后針對(duì)需求側(cè)管理(Demand Side Management，DSM)如何在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中充分發(fā)揮作用以維持系統(tǒng)可靠性和提高市場(chǎng)運(yùn)行效率而提出的。廣義上來(lái)說(shuō)，DR可以定義為：電力市場(chǎng)中的用戶針對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)或者激勵(lì)機(jī)制做出響應(yīng)，并改變正常電力消費(fèi)棋式的市場(chǎng)參與行為。DR使用的電價(jià)信號(hào)有分時(shí)電價(jià)(Time of Use，TOU)、實(shí)時(shí)電價(jià)(Real Time Pricing，RTP)、尖峰電價(jià)(Critical Peak Pricing，CPP)等;獎(jiǎng)勵(lì)措施包括直接負(fù)荷控制、需求側(cè)競(jìng)價(jià)(Demand Side Bidding，DSB)、容量市場(chǎng)計(jì)劃、輔助服務(wù)計(jì)劃等。用戶的DR行為包括調(diào)整可平移負(fù)荷(熱水器、洗衣機(jī)、電動(dòng)汽車等)的用電時(shí)間，使其避開(kāi)高電價(jià)時(shí)段用電;運(yùn)用自有DER(如蓄電池儲(chǔ)能裝置、微型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、電動(dòng)汽車等)在低電價(jià)時(shí)儲(chǔ)能，在高電價(jià)時(shí)發(fā)電自用或向電網(wǎng)送電。按照現(xiàn)代電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)觀念，用電負(fù)荷是和發(fā)電容量、電網(wǎng)傳輸容量與儲(chǔ)能容量一樣可以調(diào)度管理的資源，而DR是在電力市場(chǎng)環(huán)境下對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行調(diào)度管理的重要措施，尤其是在有了電動(dòng)汽車V2G這樣的雙向負(fù)荷后，DR的作用將更加突出。

4.2 有序用電管理

有序用電是指通過(guò)法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等手段，加強(qiáng)用電管理，改變用戶用電方式，采取錯(cuò)峰、避峰、輪休、讓電、負(fù)控限電等一系列措施，避免無(wú)計(jì)劃拉閘限電，規(guī)范用電秩序，將季節(jié)性、時(shí)段性電力供需矛盾給社會(huì)和企業(yè)帶來(lái)的不利影響降至最低程度。有序用電的目標(biāo)主要集中在電力和電量的改變上，一方面采取措施降低電網(wǎng)的峰荷時(shí)段的電力需求或增加電網(wǎng)的低谷時(shí)段的電力需求，以較少的新增裝機(jī)容量達(dá)到系統(tǒng)的電力供需平衡;另一方面，采取節(jié)省措施，在滿足同樣的能源服務(wù)的同時(shí)節(jié)絢社會(huì)總資源的耗費(fèi)。

當(dāng)前我國(guó)推行的有序用電管理措施，多是在負(fù)荷高峰電力供需不平衡的時(shí)候啟用，這種情況下，政府、供電企業(yè)和用戶都處于被動(dòng)，尤其是用戶生產(chǎn)活動(dòng)的調(diào)節(jié)屬于被動(dòng)調(diào)節(jié)，會(huì)造成一定的損失。所以應(yīng)該對(duì)有序用電的概念進(jìn)行擴(kuò)展，發(fā)展到所有電力用戶主動(dòng)進(jìn)行有序用電管理，主動(dòng)調(diào)整用電負(fù)荷曲線，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的雙贏。用戶主動(dòng)的有序用電，也就是需求側(cè)響應(yīng)的內(nèi)涵，即如何通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段，引導(dǎo)用戶和電網(wǎng)互動(dòng)，達(dá)到真正的智能用電。而電動(dòng)汽車作為智能電網(wǎng)中最有特色的負(fù)荷之一，擁有雙向互動(dòng)的技術(shù)支撐，所以基于需求側(cè)響應(yīng)的電動(dòng)汽車有序充放電管理，將對(duì)電網(wǎng)、對(duì)社會(huì)、對(duì)電動(dòng)汽車用戶帶來(lái)多贏收益。

4.3 電動(dòng)汽車充放電有序管理策略

(1)充電樁充電負(fù)荷有序管理策略。對(duì)于充電樁充電的負(fù)荷，通過(guò)負(fù)荷特性分析可知，如果想對(duì)該類負(fù)荷進(jìn)行有序管理，使用合適的峰谷電價(jià)或是更細(xì)化的分時(shí)電價(jià)將是比較好的引導(dǎo)手段，引導(dǎo)分散的充電樁充電用戶盡量在負(fù)荷低谷的時(shí)候充電，在負(fù)荷高峰的時(shí)候放電，起到削峰填谷的作用。制定合適的電價(jià)激勵(lì)措施，需要充分考慮供電區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車分散充電樁的負(fù)荷特性，基于經(jīng)濟(jì)學(xué)中的需求彈性理論，定性分析電功汽車分散充電樁負(fù)荷的電力需求彈性，并從峰谷分時(shí)電價(jià)各時(shí)段電量與電價(jià)的關(guān)系角度出發(fā)，求取峰谷電力需求彈性系數(shù)，再運(yùn)用商品供求與價(jià)格理論，按照不同電力供求形勢(shì)，分情況建立電動(dòng)汽車分散充電樁峰谷分時(shí)電價(jià)優(yōu)化調(diào)整模型，充分考慮電動(dòng)汽車的V2CJ能力，且要防止二次移峰的出現(xiàn)。

(2)公交車充電站負(fù)荷有序管理策略。對(duì)于公交車充電站的負(fù)荷，通過(guò)負(fù)荷特性分析可知其充電時(shí)間比較固定，該類負(fù)荷可作為純充電負(fù)荷來(lái)處理。如果想對(duì)該類負(fù)荷進(jìn)行有序管理，需要在符合該類負(fù)荷特性的情況下，盡量引導(dǎo)公交車充電樁在負(fù)荷低谷時(shí)刻充電，在負(fù)荷高峰的時(shí)候，采用換電模式加以輔助。由于公交車充電站數(shù)目有限且負(fù)荷特性穩(wěn)定，可以針對(duì)具體的公交車充電站，分析得出其負(fù)荷特性及充電需求，采用直接編制有序用電工作方案的方式，由供電企業(yè)、充電站運(yùn)行者共同制定相關(guān)方案和充電電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并組織實(shí)施。

(3)快速充電站負(fù)荷有序管理策略。對(duì)于快速充電站負(fù)荷，通過(guò)負(fù)荷特性分析可知，該類負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)性大，可控性差，有序管理網(wǎng)難，所以對(duì)于該類負(fù)荷的有序管理工作，應(yīng)更多的側(cè)重于保證其快充過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)的沖擊盡量小，保證盡量減少對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量的惡化，綜合考慮其他充電棋式，供電企業(yè)和充電站一起聯(lián)合制定合適的充電電價(jià)，保證各方的合理收益。

(4)換電站負(fù)荷有序管理策略。對(duì)于換電站的負(fù)荷，通過(guò)負(fù)荷特性分析可知，由于換電站可以達(dá)到規(guī)模化充放電，所以如果管理得當(dāng)，換電站將能對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生如削峰填谷、頻率調(diào)節(jié)等功能，等價(jià)于一個(gè)大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。建議將換電站的充放電管理納入到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度中，通過(guò)2個(gè)途徑來(lái)體現(xiàn)它的價(jià)值：①將換電站用于平抑新能源電站的出力波動(dòng)，使得新能源電站維持在一個(gè)穩(wěn)定的出力水平;②將換電站直接納入到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型中去，參與調(diào)峰、調(diào)頻和備用，使電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度安排更加合理。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著電動(dòng)汽車充放電廣泛隨機(jī)接人電網(wǎng)，對(duì)電動(dòng)汽車負(fù)荷進(jìn)行有序管理提出了要求。本文針對(duì)電動(dòng)汽車充放電負(fù)荷模型特點(diǎn)，提出的分類進(jìn)行有序管理的思想，將對(duì)大量電動(dòng)汽車接人電網(wǎng)后的負(fù)荷管理提供參考，今后還需針對(duì)適于電動(dòng)汽車充放電的分時(shí)電價(jià)設(shè)定以及含換電站的電力系統(tǒng)調(diào)度模型進(jìn)行深入研究。

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