考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法
【技术领域】
[0001]本发明属于智能电网领域，具体涉及一种考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法。
【背景技术】
[0002]发展电动汽车是落实国家低碳经济发展战略、促进资源节约型、环境友好型社会建设的重要举措，因此电动汽车在我国亦被称为“绿色汽车”。纯电池电动汽车(BatteryElectric Vehicle，简称BEV)，是指完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
[0003]我国的电动汽车产业目前呈现出较快的发展势头。作为低碳产业的重要一环，中国确立了电动汽车发展的战略目标:到2015年，纯电动汽车应用达50万辆以上；到2020年，新能源汽车技术达到国际先进水平。纯电动汽车未来如此大规模的应用必将导致大量电池充电负荷的迅速增长，这种新型的前所未有的电力负荷将给电力系统的运行带来重要影响，也将给我国打造智能电网带来重要挑战。主要的影响包括但不限于:电能质量恶化、负荷峰值增加、变压器/线路过载、电网投资增加等。因此，有必要考虑电动汽车充电的随机特性，建立数学模型准确地研究电动汽车充电负荷，为电力系统负荷预测提供重要技术支撑，从而制定相应的应对措施及规划方案。
[0004]然而，目前已有的研究成果所用建模方法大多简化太多，并没有根据电动汽车用户的实际用车习惯和充电习惯考虑其随机特性，因此，在此基础上的分析也是不准确的。针对该问题，已有文献尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种考虑了电动汽车充电的随机特性、从而能够较准确地评估电动汽车充电对电网影响的电动汽车充电负荷估算方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法，用于对电力系统中含有的电动汽车充电所需电力负荷进行估算，该方法包括电动汽车分类、单辆电动汽车充电负荷估算和多辆电动汽车充电负荷估算三个步骤；
(1)所述电动汽车分类包括:获取各种电动汽车的与其电池相关的参数数据，并将所获取的参数数据按照不同的电动汽车分类方式进行分类统计；
(2)所述单辆电动汽车充电负荷估算包括:重复多次按照步骤a至i实现单辆电动汽车充电负荷估算，从而针对多辆电动汽车分别估算出其各自的充电过程负荷状况:
a、选定所述数据库中的一类电动汽车，根据该类所述电动汽车的电池容量的统计数据获得该类所述电动汽车的电池容量的数学分布，并得出该类所述电动汽车的电池容量的概率分布函数； b、对所选定的该类电动汽车，根据该类所述电动汽车的电池容量的概率分布函数对该类所述电动汽车的电池容量进行随机采样，使采样获得的电池容量处于该类所述电动汽车的电池容量的最大值与最小值之间，从而获得该类所述电动汽车的电池容量；
C、对所选定的该类电动汽车，根据采样获得的该类所述电动汽车的电池容量得出该类所述电动汽车的最大行驶距离；
d、对所选定的该类电动汽车，根据该类所述电动汽车的日行驶里程的统计数据获得该类所述电动汽车的日行驶里程的数学分布，并得出该类所述电动汽车的日行驶里程的概率分布函数；
e、对所选定的该类电动汽车，根据该类所述电动汽车的日行驶里程的概率分布函数对该类所述电动汽车的日行驶里程进行随机采样，从而获得该类所述电动汽车的日行驶里程;
f、对所选定的该类电动汽车，根据采样获得的该类所述电动汽车的日行驶里程估算单辆该类所述电动汽车的电池在充电前的荷电状态；
g、对所选定的该类电动汽车，根据该类所述电动汽车的起始充电时间的统计数据获得该类所述电动汽车的起始充电时间的数学分布，并得出该类所述电动汽车的起始充电时间的概率分布函数；
h、对所选定的该类电动汽车，根据该类所述电动汽车的起始充电时间的概率分布函数对该类所述电动汽车的起始充电时间进行随机采样，从而获得该类所述电动汽车的起始充电时间；
1、对所选定的该类电动汽车，根据采样获得的该类所述电动汽车的电池在充电前的荷电状态、电池的充电曲线和起始充电时间确定每一时刻单辆该类所述电动汽车的充电负荷及其荷电状态；
(3)所述多辆电动汽车充电负荷估算包括:根据针对多辆电动汽车分别估算出的各自的充电过程负荷状况，计算每一时刻多辆所述电动汽车的充电负荷之和。
[0007]步骤(1)中，对所述电动汽车按照用途或类型分类。
[0008]步骤a中，根据该类所述电动汽车的电池容量的数学分布，通过数学拟合的方法得出该类所述电动汽车的电池容量的概率分布函数。
[0009]步骤b中，对该类所述电动汽车的电池容量进行随机采样后，判断采样获得的电池容量是否处于该类所述电动汽车的电池容量的最大值与最小值之间，若是，则以该采样获得的电池容量作为该类所述电动汽车的电池容量，若否，则再次进行随机采样，直至采样获得的电池容量处于该类所述电动汽车的电池容量的最大值与最小值之间。
[0010]步骤f中，假定所述电动汽车的电池的荷电状态随行驶距离而线性下降，再估算单辆该类所述电动汽车的电池在充电前的荷电状态。
[0011]步骤(3)中，基于中心极限定理计算每一时刻多辆所述电动汽车的充电负荷之和。
[0012]所述电动汽车为纯电池电动汽车。
[0013]所述电动汽车的电池包括铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池或镍氢电池。
[0014]所述方法通过电力系统负荷预测系统自动实现，所述电力系统负荷预测系统连接有存储所述各种电动汽车的与其电池相关的参数数据的存储设备。
[0015]所述方法还包括在所述电动汽车分类前的电动汽车统计数据载入和在所述多辆电动汽车充电负荷估算后的电动汽车充电负荷估算结果数据存储两个步骤；
所述电动汽车统计数据载入包括:所述电力系统负荷预测系统由所述存储设备中读取其所存储的所述电动汽车的参数数据；
所述电动汽车充电负荷估算结果数据存储包括:所述电力系统负荷预测系统将估算出的每一时刻多辆所述电动汽车的充电负荷之和存入所述存储设备中。
[0016]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:该方法能够提高电力系统负荷预测的准确率，解决了智能电网环境下未来大规模电动汽车充电时其电力负荷难以准确预测的难题，进而可以保证电网的实时平衡性，为电网的安全稳定运行提供技术支撑。
【附图说明】
[0017]附图1为本发明的考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法的流程示意图。
[0018]附图2为本发明的考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法中电动汽车分类的流程示意图。
[0019]附图3为本发明的考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法中单辆电动汽车充电负荷估算的流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作进一步描述。
[0021]实施例一:一种用于对电力系统中含有的电动汽车充电所需电力负荷进行估算的考虑随机特性的电动汽车充电负荷估算方法，该方法包括三个步骤，分别为:电动汽车分类、单辆电动汽车充电负荷估算和多辆电动汽车充电负荷估算，如附图1所示。本方法中的电动汽车通常指纯电池电动汽车，它所使用的电池包括铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池或镍氢电池。
[0022]步骤一、电动汽车分类
如附图2所示，该步骤包括:获取各种电动汽车的与其电池相关的参数数据，并将所获取的参数数据按照不同的电动汽车分类方式进行分类统计。这里可以对电动汽车按照用途或类型分类，例如，当对电动汽车采用依据用途分类时，可以分为主要用于上下班交通的电动汽车数量、私家车中用于非上下班交通的电动汽车数量以及公车中的电动汽车数量等几类；而采用依据类型分类时，可以分为轿车、越野车、客车、小型货车和大型货车等几类。
[0023]步骤二、单辆电动汽车充电负荷估算
如附图3所示，该步骤包括:重复多次按照步骤a至i实现单辆电动汽车充电负荷估算，从而针对多辆电动汽车分别估算出其各自的充电过程负荷状况。以下单次进行的步骤a至i针对同一类选定的电动汽车，通常需要遍历同一分类依据中的各类电动汽车。
[0024]a、选定数据库中的一类电动汽车，根据该类电动汽车的电池容量的统计数据获得该类电动汽车的电池容量的数学分布，并通过数学拟合的方法得出该类电动汽车的电池容量的概率分布函数；
b、对所选定的该类电动汽车，根据该类电动汽车的电池容量的概率分布函数对该类电动汽车的电池容量进行随机采样，使采样获得的电池容量处于该类电动汽车的电池容量的最大值与最小值之间，从而获得该类电动汽车的电池容量，即对该类电动汽车的电池容量进行一次随机采样后，判断采样获得的电池容量是否处于该类电动汽车的电池容量的最大值与最小值之间，若是，则以该采样获得的电池容量作为该类电动汽车的电池容量，若否，则再次进行随机采样，直至采样获得的电池容量处于该类电动汽车的电池容量的最大值与最小值之间为止；