文摘：在傳統(tǒng)的住宅區(qū)建設模式下，充電樁安裝困難，配套投資大，嚴重阻礙了充電樁在住宅區(qū)的普及。為了解決這一問題，本文首先研究了住宅區(qū)電動汽車用戶的出行習慣和充電特點，并提出了兩種有序的充電模式：分時充電響應和動態(tài)服務價格響應，然后建立了以用戶充電成本較低為目標的數(shù)學模型，并引入了特殊住宅區(qū)配電變壓器容量的懲罰因素。然后，采用改進粒子群算法，模擬分析了無序充電、分時電價響應有序充電和動態(tài)服務價響應有序充電三種方式

關鍵詞：電動汽車；住宅小區(qū)；分時電價響應；動態(tài)服務價格；有序充電策略；

0引言

在《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》中，國家指導文件《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》明確規(guī)定，在住宅小區(qū)建設停車位時，應同時建設充電設施或預留充電樁的建設和安裝條件。然而，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，社區(qū)物業(yè)部門擔心安全責任。準住宅小區(qū)業(yè)主安裝充電樁仍存在諸多困難，如物業(yè)不配合、安裝和接電困難。隨著住宅小區(qū)電動汽車的大規(guī)模發(fā)展，住宅小區(qū)安裝充電樁的數(shù)量將進一步增加。以山東省一個城市為例，約有1萬個社區(qū)。每個社區(qū)的變壓器、高低壓電纜和其他配套設施、設備和施工成本粗略估計為30萬元/臺。假設社區(qū)充電樁的容量增加或新增5臺變壓器及配套設施，預計配套電源投資將達到150億元。全國消費可能需要數(shù)萬億美元，投資成本巨大。而且在一般的老小區(qū)，由于位置緊張，地方協(xié)調(diào)關系復雜，配電設施擴建改造十分困難。在短時間內(nèi)，目標和要求無法實現(xiàn)。在不改造原有配電設施的前提下，迫切需要研究住宅小區(qū)電動汽車科學、有效、合理、有序、投資少、見效快、可持續(xù)發(fā)展的有序充電策略[1-2]。在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中，國家明確規(guī)定，要積極推進住宅小區(qū)有序慢速充電樁建設。文獻［3-4］在原有配電設施不增容、不升級改造的前提下，采用谷時充電，從而獲得充電成本較低的有序充電方式。本文提出了一種分布式電動汽車有序充放電策略，不需要集中通信系統(tǒng)的實時監(jiān)控。在現(xiàn)實生活中，更需要積極引導，鼓勵電動汽車用戶能夠充分、積極地響應充電價格，參與有序的充電策略。本文提出了一種更好的充電控制策略，將用戶充電成本與電動汽車充電開始時間相結合。文獻考慮到充電站的運營收入，動態(tài)引導電網(wǎng)分時電價，建立有序充電模式。通過調(diào)整電動汽車的充電時間和預測充電負荷，可以降低客戶的充電成本，建立有序的充電模式。采用啟發(fā)式算法，以優(yōu)化客戶充電成本和負荷曲線為目標，建立有序的充電模式。利用原有的專變?nèi)哂嗳萘?，建立了專變用戶、充電站運營商和電動汽車用戶的三層有序充電模型。上述研究對充電價格的定義尚不明確，僅研究討論峰谷分時電價或動態(tài)分時電價。根據(jù)國家關于電動汽車用電價格的政策，電動汽車用戶充電后應向充電樁運營商支付電費和充電服務費。因此，本文將充電價格分為充電價格和充電服務價格兩部分，分別對應充電費和充電服務費，引導和鼓勵用戶根據(jù)充電價格劃分原則積極調(diào)整車輛行為和充電習慣，響應電動汽車有序充電策略。充電價格實行一般工商分時電價。充電服務費由充電樁運營商根據(jù)現(xiàn)場實際情況和自身經(jīng)營情況制定，主要用于彌補充電樁的運營成本和施工成本。本文在分析了住宅小區(qū)電動汽車用戶的出行習慣和充電特點后，在無序充電模式的基礎上，定義了兩種有序充電模式：分時電價響應和動態(tài)服務價格響應，建立了用戶充電成本較低的目標函數(shù)，并引入了超小區(qū)配電變壓器容量的懲罰因素。通過改進粒子群算法，分析了分時電價響應在負荷波動性影響下有序充電和動態(tài)服務價格響應有序充電。本文提出的有序充電策略的有效性和合理性得到了驗證。

1安科瑞充電樁收費運營云平臺

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站和各種充電方式進行不間斷的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁的運行狀態(tài)，進行充電服務、支付管理、交易結算、資金管理、電能管理、詳細查詢等。同時，對充電器的過溫保護、漏電、充電器的輸入/輸出過壓、欠壓、低絕緣等各種故障進行預警；充電樁支持通過微信、支付寶、云閃支付掃描碼進行互聯(lián)網(wǎng)接入。

充電基礎設施設計適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、住宅小區(qū)、工業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學校、公園等充電樁模式。

2結語

在考慮住宅小區(qū)充電樁安裝困難的背景下，本文提出利用改進粒子群算法，根據(jù)電動汽車用戶的出行習慣、充電特點和住宅小區(qū)配電變壓器容量限制，建立以用戶充電成本較低為目標的數(shù)學模型。通過模擬分析，得出以下結論：與無序充電方式相比，兩種有序充電方式都可以節(jié)約充電成本，負荷波動趨于平緩；與分時電價響應的有序充電方式相比，通過社區(qū)配電網(wǎng)絡負荷曲線制定的動態(tài)服務價格響應有序充電方式可以穩(wěn)定負荷曲線，提高社區(qū)配電網(wǎng)絡設施的利潤率

利用率和安全性，以及對電動汽車用戶的高度吸引力，能夠積極響應。大規(guī)模電動汽車應用后，響應動態(tài)分時電價的有序充電方式的用戶比例越高，“移峰填谷”的作用就越明顯。

作者簡介：謝滬嘉，男，任職于安科瑞電氣股份有限公司。