电动汽车充电负荷时空预测及其对配电网的影响文献综述

1. 选题背景和意义：

随着燃油汽车的发展，其局限性逐渐显现出来，尤其是在环保和能源可持续性方面，于是电动汽车应运而生。电动汽车是一款绿色交通工具，它的巨大优势体现在能够减少二氧化碳排放以及缓解石油危机等方面。但是受到充电装置的限制，电动汽车目前主要应用于城市地区，所以电动汽车的充电行为会对城市地区的配电系统产生影响，并且与城市的交通系统也联系密切，这些体现在交通复杂的网络拓扑结构、当地的流量水平以及配电网和电动汽车负荷时空分布的相互影响。所以，为了充分了解电动汽车接入电网后对其潮流的影响，需要综合考虑车、路、网之间的耦合作用。

1. 课题关键问题及难点：

电动汽车的充电方式一般可以分为两种：集中式充电站提供的快速充电和分散式充电桩提供的慢速充电。可以将电动汽车想象为一种可以移动的负荷，它的时空分布受到汽车的电池容量、续航等参数的影响，同时也和汽车用户的充电方式以及出行行为有关。针对这些因素，对电动汽车充电负荷的建模方法就需要充分考虑各种影响（包括私家车、出租车、公交车等）。另外，当电动汽车接入电网，电网的电压、功率等数据势必会产生一定的波动，甚至会对电网产生一定冲击。

1. 文献综述（或调研报告）：

随着电动汽车的发展，接入电网的电动汽车与日俱增，将对电网的运行产生不可忽视的影响，例如：

1. 负荷增长。将增大电力系统的负担，尤其是在早晚负荷高峰的时候。
2. 电能质量会有所下降。由于电动汽车负荷不属于线性负荷，其设备会产生一定谐波，将对电能质量产生一定影响。
3. 优化电网难度增大。电动汽车用电的时空分布存在很大的不确定性，将增加控制电网的难度。

目前，对于电动汽车接入电网的研究可以归纳为3点：

1. 电动汽车的充电负荷建模。该方面的研究涉及电动汽车的充电特性、用户的用车行为、等因素。
2. 电动汽车接入电网对其产生的影响。显然，电动汽车接入电网后会导致负荷增加。目前，一方面针对不同场景，分析电动汽车对电网的电能质量、设备、运行的经济性等方面的影响；另一方面从电网的角度分析电力系统承受电动汽车接入的能力。
3. 电动汽车充电、放电的控制和利用。电动汽车的动力电池可以作为一种分布式储能单元，其不仅可以从电网索取电量，也可以向电网反向馈电。目前研究包括电动汽车的有序充电控制和电动汽车与电网的互动。

对于这部分研究，清华大学的胡泽春等对于电动汽车接入电网的影响与利用进行了深入的研究，其总结了目前对于电动汽车接入电网的研究现状，分析了电力系统面临的挑战与机遇，并且展望了未来可能的研究方向。该研究中考虑了电动汽车的动力电池特性、电动汽车的运行规律、电动汽车的电能补给方式以及电动汽车的类型与规模等因素。

在中国电力科学研究院田立亭等发表的文章中，提出了电动汽车对电网影响的解决方案：通过本地可再生能源发电和储能设备减少快速充电引发的过载和电压降问题；通过分时电价引导用户在低谷时段充电，可以有效降低电网的峰值负荷。

实际上，这些设计不仅局限于电动汽车，其同样适用于分布式电源和可控负荷的管理。

在实际应用中，根据电动汽车充电场所、电网管理方式、充电设施类型的不同，电动汽车充放电管理可能设计到多方参与者，包括电动汽车、充电设施、用户、电网、第三方管理者等。

除电气、通讯等物理连接外，电动汽车和电力系统之间还存在一定机制联系以对各方行为加以约束并保障各方的积极性，电价、协议、合同、激励等都是可采用的手段。在以上条件下，电动汽车用户或其管理者将以自身的经济性为目标来对电网的管制或在竞价市场中做出响应。

对于道路交通模型的确定，天津大学的邵尹池等采用了建立矩阵的方法，用G（V,E）表示路网的图，E为路网中路段的集合，V为顶点集{1,2,3，hellip;，n}，假设道路都为双行道，那么矩阵D则为道路权值的邻接矩阵。可以很快求出节点之间的最短距离。