新能源充电站能量优化管理.docx
摘要：随着电动汽车的增加，建设新能源充电站成为电动汽车领域的另一发展热点。现根据充电站分时电价，以充电站在光伏全额利用和允许弃光两种情况下的最大利润为目标，对充电站的能量优化管理进行了探讨。关键词：新能源；电动汽车；光伏；充电站O引言随着能源危机和温室效应日益严峻，世界各国政府把新能源充电站的建设提上了议程。其中，光伏发电站建设得到了世界各国的重视，光伏发电可降低电动汽车对传统化石燃料的依赖，真正实现低碳。对于新能源电动汽车充电站而言，在实际运行中由于新能源的功率输出具有间歇性和不确定性的特点，这使得仍有部分需求需要通过从电网购买电能来满足。本文在结合充电站分时电价的基础上，考虑充电站光伏全额利用和允许弃光两种情况，提出了新能源充电站能量优化管理方案。通过算例验证，并对计算方案的结果进行对比，验证了所提出模型的有效性和合理性。1 新能源充电站结构现推出一种具有光伏发电装置的新能源充电站，该新能源充电站的系统结构如图1所示。站内设有8台充电桩和光伏发电装置，每一台充电桩的充电功率在50kW范围内可调。新能源充电站拥有站内新能源,既能为电动汽车提供充电服务，又能将站内新能源的电能反送电网。光伏发电装置通过DC/DC交流器连接到DC母线，通过充电机为电动汽车提供充电功率。充电桩1充电M2NSs充电桩4充电S6充电7充电班8DC/DC元伏发电接图1VilEE充电站结构假设该充电站给100辆电动汽车提供服务。未来一天内新能源充电站从电网购电和向电网售电的电价如表1所示，光伏发电量如表2所示。固定充电电价为1.5元/1-3由一周充电记录中的某一天来表示用户未来一天内的充电需求。以充电站向电网和用户售电收入减去其从电网购电的成本为其利润。在光伏全额利用和允许弃光两种情况下，计算和分析未来一天内充电站的最大利润。*1虾4源充电砧向电网售电及从电网购电的电价时段00：oa-oa：OO06：<X>1O:0010：00-14：0014：00-18：0018：00-24：00售电电价/（元0.200.400.35so0.45fh)购电电价/（元0.300.750.700.600.80kWh)及2100辆电动汽车的24h光伏发电，时段充电电Wwrh光伏ttS*kw-h00：00-06；0019.8819.164.7906：OO-IOs00M6.3S777.74IX.43$10：00-1400399.031SO3.237S.8Us00-18500M5.47580.47145.11818：00-24»00248.8745.211.32 模型的建立2.1 充电站向电网购电成本模型2.1.1目标函数将一天24h分为5个时段，记为i（7=1,2,3,4,5）,对应的时段分别为00：0006：00、06：0010：00、10：0014：00、14：0018：00、18：0024：OOo记第，时段的购电电价（元）为兄，购电成本（元）为偌第，时段需要购买的电量（kWh）对应为2。由表1可知，a=0.30,尼=0.75,尼=0.70,=0.60,5=0.80,建立模型：（1）2.1.2约束条件.tt（2）式中，2.皿为该时段需要购买的最大电量，即该时段用户总需求量，kWho2.2收入模型2.2.1 目标函数充电站收入由将电能向用户出售与将新能源发电（光伏发电）向电网出售组成。该充电站为100辆电动汽车提供服务，充电电价固定为1.5元kWh0记第，时段向电网售电电价（元）为4,第/时段向电网出售的光伏发电电量（kWh）为Bi,24h总收入为肌24h用户总需求量为Q。由表1可知，Ji=O.20,J2=O.40,J3=O.35,4=0.30,4=0.45,建立模型:犷=Z(1.50g+45)=1.5。+Z45:-1:-1（3）2 .2.2约束条件OBlBlmn(4)式中，及”为该时段最大光伏发电电量，kWh2.3利润模型皎=六勿(5)式中，改为24h充电站利润(净收入)，元。式中，叫为24h充电站利润(净收入)，元。3 模型的求解3.1 数据分析根据表2可得100辆电动汽车24h光伏数据折线，如图2所示。充电电里(kWh)光伏发电ShkWh)图2100辆电动汽车24h光伏数据折线由图2汇总数据可知，全天充电电量(即用户总需求量)2.皿为2039.36kWho各个时段的光伏发电量均小于用户需求量。（1）将光伏发电电量全部出售给电网，仅通过向电网购电来满足用户需求。该方案下充电站利润为1421.82元。（2）将光伏发电电量全部出售给用户，不足的部分再从电网购买。该方案下充电站利润为1594.37元。综上所述，光伏全额利用时，将光伏发电电量尽可能出售给用户，不足的部分再从电网购买可以获得最大利润，为1594.37元。考虑允许弃光情况下，由于允许弃光的弃光率可以为0%100%,所以可计算方案2下的利润范围。完全弃光（弃光率为100%）时，利润为1268.97元；完全不弃光（弃光率为0%）时，利润即为光伏全额利用时的利润1594.37元。4 结语本文研究了新能源充电站的能量优化管理，在考虑电网、充电站和电动汽车用户3个利益主体的情况下，得出充电站在完全不弃光（弃光率为0%）时，充电站利润能达到最大，利润即为光伏全额利用时的利润。
