基于改進遺傳算法的電動汽車有序充電控制策略研究

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1、基于改進遺傳算法的電動汽車有序充電控制策略研究第1章緒論1.1研究背景及意義近年來，隨著經濟社會發(fā)展對能源的依賴程度不斷加深，產油國剩余產能不足以及國際局勢不穩(wěn)定等多方面的影響下，資源行業(yè)的發(fā)展越來越受到了生態(tài)和人類的日?；顒拥臓恐?，同時越來越多的人將關注重點放在了能源問題上[1]。另一方面，科技的發(fā)展以及人類活動的肆意，SO2、CO2等有害氣體的排放量正在逐年增加，這就造成了嚴重的環(huán)境問題。據(jù)統(tǒng)計，在地球上所有產生的所有CO2中，能源燃燒產生的CO2值占56.6%，就排放量來說是全球總量的73.8%。于2009年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，全球化石能源燃燒所發(fā)出的CO2達到290.0億噸

2、，相當于1971年CO2的2.1倍；人均排放量在1971年是3.74t，但至2009年時已經增長為4.29t[2]。能源消費的形式存在有多種，其中占據(jù)最重要比例的一種是用于交通運輸類。就我國而言，2009年，用于交通運輸業(yè)的直接能源消耗占中國總能源消耗量的7.73%，并且這一數(shù)據(jù)近年來一直呈上升趨勢；同年，美國的汽車耗油量占據(jù)了全國將近2/3的石油耗費[3]。現(xiàn)在我們正面臨著化石資源逐漸走向被耗盡的趨勢，由此產生的環(huán)境、資源及燃油汽車尾氣排放造成的污染等等問題不容小覷，此時，國際上提出的低碳經濟和國家頒布的節(jié)能減排政策得到大力支持。在這種情況下，電動汽車以其耗能少、零污染等優(yōu)勢

3、已經成為全球低碳經濟、能源利用之重點發(fā)展對象[4]。電動汽車有時候甚至不用消費能源就可以完成駕駛任務，這就大幅度降低了資源消費量，而且因為采用動力電池作為動力源，車輛的直接排放也將大幅下降，具有顯著的環(huán)保功能，能夠適當?shù)奶岣呓洕б?、環(huán)保效益。借助當前比較人們的V2G（Vehicle-to-grid）研究[5]，當以電代油的口號真正滲透到每家每戶時，不僅可以減少周邊產業(yè)的能源消耗，還對一些大氣污染有一定程度的抑制作用，同時還可以促進清潔能源的發(fā)展。據(jù)估測，到2015年時，車輛每行駛一百千米相比一般的耗油車輛可以減少CO2的排放量大概6千克，到2020年的時候，差不多減少有7.6

4、千克[6]。.......1.2電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀政府在相關政策上進行支持，并制定相關的法律規(guī)范充電行為是電動汽車進入產業(yè)化發(fā)展階段的必要舉措。以電代油類車輛及其相關產業(yè)的形成與充換電服務網絡的建立與社會、經濟的各個部分都密切相關，需要政府進行統(tǒng)籌指導來建立有效的協(xié)調制度，搭建可持續(xù)發(fā)展的電動汽車平臺，充分調動各方積極性，鼓勵電動汽車及其周邊商業(yè)和技術手段不斷完善和先進[13]。在全球各國發(fā)展的激勵下，電動車輛及其相關產業(yè)的的推廣已經向前跨進了一大步。電動車輛倡議組織（EVI）也提出了非常具有說服力的報道：當2012年底的時候，市場上電動汽車的數(shù)量達到18萬，這是全球總共汽車的0

5、.02%；預測至2020年，該比重將進一步提升，為2%，這就意味著此時分布在全球的電動汽車數(shù)目大約為2000多萬。就全球范圍來說，美國在很早就開始在以電代油方面進行了深入探索，并且政府在此研究方面也是給予很多關注并提出一系列相關的優(yōu)惠政策以鼓勵電動汽車的發(fā)展[15]。要談美國電動車輛，就不得不說TeslaMotors，此品牌的電車已經走入了美國人的生活中。TeslaMotors公司CEO馬斯克（ElonMusk）也曾在2012年11月13日對記者宣稱：我認為我們至少可以預期發(fā)展趨勢不變，電動汽車行業(yè)形勢有望更佳。美國總統(tǒng)奧巴馬不斷提倡電動汽車的推廣，他把之前的減少稅收變?yōu)楝F(xiàn)在更

6、吸引人的現(xiàn)金折扣來吸引人對該產業(yè)的發(fā)展，這是他進行替代能源宣傳的一個重要方面；同時他也一直在不斷的努力使得電動汽車變?yōu)槿缃翊蠖鄶?shù)甚至所有車主的選擇。隨著電動汽車數(shù)量不斷增多，我們就必須要大力發(fā)展其相關產業(yè)的建設，以此來滿足充電便捷的要求；另一方面，充電站不斷的增多會再次反過來刺激電動汽車產業(yè)不斷壯大。就該方面來講，美國加州完全響應了該原理。由美國相關部門關于替代燃料數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)計得：到目前為止，California共建有6239個公共或是私人充電站，是Nein設置一個點進行調度。將所有研究時間段的末端作為該時間段的優(yōu)化計算點，不論是落在該時段的是1min，還是14min，都將其

7、記為一個時段，即15min。車主是否會遵循電力系統(tǒng)設置的有序方案進行充電受到很多方面的影響，如果運用電價的變化來控制各個時段的充電車輛，則車主主要會考慮何時充電會使得費用最小，以此來實現(xiàn)經濟上的實惠。從電網這一方面出發(fā)，有序的目的是為了縮小功率差值，降低功率變化率，因此我們同時從用戶和電力系統(tǒng)出發(fā)，就是要同時顧及電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定和用戶用電最優(yōu)惠，除此之外，關于充電站的建造者這一方，政府可通過相應的法規(guī)給予其鼓勵。用實時電價對充電行為加以調控，作為電力需求側管理的控制策略之一，也可以成為