16、受限配电网中插电式电动汽车充电协调策略研究

受限配电网中插电式电动汽车充电协调策略研究

1. 研究背景

插电式电动汽车（PEV）在配电网中的无序充电行为可能会引发局部过载、大量功率损耗和电压问题。目前，已有诸多关于协调 PEV 充电行为的研究，其目标涵盖了降低功率损耗、在考虑电压约束的情况下实现公用事业利润最大化、在变压器约束下最小化电池降解成本和与参考 SOC 值的偏差成本，以及在考虑电压调节的情况下削峰填谷和降低功率损耗等方面。

部分研究致力于避免配电网过载。例如，有的研究通过根据时变价格协调 PEV 充电以降低个体成本，并提供额外激励来缓解网络潜在过载；有的采用 Lyapunov 优化和拉格朗日对偶分解技术，在限制过载的前提下最小化配电网的能源成本；还有的通过在目标函数中添加过载成本函数来放宽馈线过载约束，从而最小化总负载的方差。此外，也有研究提出了一种通过求解拉格朗日对偶问题来避免馈线过载的分散式 PEV 协调方法，但该方法未考虑每个 PEV 的总充电能量，且最优解仅在单个时隙实现，同时使用松弛参数解耦过载约束可能会违反馈线容量并导致次优解。

由于馈线过载约束导致的单个 PEV 充电行为之间的耦合关系，设计一种有效的分散式方法来协调 PEV 群体的充电行为通常具有挑战性。因此，本文考虑馈线容量的硬约束，构建了一类配电网中 PEV 群体的充电协调问题，并提出了一种基于梯度投影的分散式方法来解决这些约束优化问题。

2. 配电网中 PEV 充电协调问题的建模

2.1 配电网特征描述

设 (L) 和 (M) 分别为配电网中的馈线集合和节点集合（不包括根节点）。对于 (m \in M)，(N_m) 表示在节点 (m) 充电的 PEV 集合；对于 (l \in