引言

随着“双碳”随着目标的提出和相关战略布局的发展，我国电动汽车的规模增长和无序充电对配电网的影响日益增大。一方面，电动汽车接入配电网会导致本地配电网过载、电能质量下降、电网经济性差等问题，影响电网的安全稳定运行。另一方面，由于电动汽车充电的灵活性和可调度性，如果能在新技术的指导下有序调度其充电行为，不仅能有效消除电动汽车充电对配电网的负面影响，还能创造巨大的经济效益和社会效益。

1.电动汽车现有的充电方式

快速加载和慢速加载是两种现有的加载模式。快速充电：交流DC转换通过高压母线直接充电高压大电流电力电池，实现电动汽车短时间内完全充电的目标。快速充电系统主要由电池、高容量配电箱、快速充电接口、电源设备等组成。如图1所示，慢速充电220交流电源通过交流/DC转换转换为高压DC电池存储。慢载系统，又称车载充电器，通过电网和车载适配器给车辆充电。慢载系统主要由电池组、板上充电器、高压配电箱、慢载连接器、电源设备等组成。

对于这两种充电方式，慢充电的优点如下：（1）充电器携带方便，充电面积灵活，无需手动操作即可智能充电；2）板充电器具有过热、过流、过（次）电压、短路、输出反转连接等保护功能；3）充分利用充电，降低充电成本，稳定充电电压；4）根据电池特点设计充电曲线，提高充放电效率，延长电池寿命。主要缺点是加载时间长，通常需要8小时左右。快速充电方法的优点是充电速度非常快，可在短时间内充电80%。偶尔快速充电可适当增加电池容量，提高启动性能。缺点：1）充电器的安装要求和成本很高；2)高充电电流和高充电电压会在短时间内对电池产生很大的影响，导致电池变暖，甚至降低电池的活性物质。无论电池有多好，快速充电最终都会影响电池的使用寿命。因此，充电速度慢应该是电动汽车充电的主要模式。

模型构建与算例分析

2.算法的整体框架

蒙特卡洛模拟，又称统计实验方法，是一种基于概率论和统计理论方法的计算方法，通过随机数解决许多计算问题。主要分为两个步骤：1）将实际问题转化为概率模型，即上述用户肖像生成过程；2）通过计算机实现统计模拟，以获得问题的近似解决方案。首先清理原始数据，然后通过特征工程提取描述用户充电行为的关键特征，根据特征生成典型用户肖像，然后根据典型用户肖像规模、比例初始化，最后使用蒙特卡洛模拟，随机生成每个用户充电行为特征数据，计算单次充电功率曲线，叠加生成总充电负荷曲线。

2.2电动汽车充电负荷计算

蒙特卡洛算法是一种利用随机数解决数学问题的统计仿真方法。在模拟特定过程时，需要生成具有一定概率分布的随机对象，然后用统计方法估计模型的数值特性，得到实际问题的数值解。蒙特卡洛算法用于模拟和计算电动汽车的载荷。根据概率分布函数随机选择日常运行性能和初始加载时间，计算电动汽车的加载时间范围。累积复盖用于获得总性能的变化曲线。假设加载时间、日常运行性能和加载性能是独立的随机变量，加载计算步骤如下。1)调整电动汽车总数。据分析，到2020年，私家车、出租车、公共汽车的总数将分别达到1.5万辆，31万辆。47，000为.2)设置蒙特卡罗算法的模拟时间m，m至少有5000次。3)根据每个装载频率的规定比例，如果装载频率小于1，则假设当天车辆的装载概率等于其装载频率。4)根据分析确定不同类型车辆装载模式的比例。5)根据概率密度泛函公式(5)生成日行驶性能随机数d，初始SOC加载持续时间按公式(6)计算。

3基于预测结果的配电网影响分析

电动汽车充电负荷对配电网的影响主要体现在两个方面:1)集中充电的瞬时冲击。电动汽车是一种大功率、非线性负荷的电气设备。大量电动汽车同时充电会导致短期电压降超标。交流充电一般采用电网单相电，导致电网三相不平衡。从这个角度来看，优化充电负荷曲线的形状，尽可能分散用户的充电时间，使充电负荷尽可能均匀，可以缓解电动汽车充电引起的电网电能质量问题。2)增加配电网的负荷容量。配电网总负荷是充电负荷与常规负荷叠加的结果。如果电动汽车无序充电，不仅会增加全社会用电量，还会加剧峰谷差，甚至影响极端情况下的输电网，造成输电阻塞；如果充电负荷曲线与传统负荷曲线形状互补，叠加的总负荷曲线将更加平缓，这意味着提高配网设备的利用率。从这个角度来看，优化总负荷曲线形状可以减少线路过载、重载，延缓配网的增容投资。