随着电动汽车的增多，电动汽车无序充电会给电网运行带来较大的负面影响。同时，随着电力市场改革，实施分时电价是必然的选择，通过合理设置充放电分时电价能够引导电动汽车用户的蓄电池充电机有序充放电。

本文以私家车为研究对象，根据用户的充电持续时间、充电开始时间特征进行K-均值聚类分析得到用户日常的充电规律，建立减少电网波动及减少用户用电成本的目标函数，最后通过布谷鸟搜索算法进行最佳分时电价的求解。通过小区实际负荷实例验证此分时电价调度策略能够有效的减少用户用电成本，改善电网运行状况。

随着公民环保意识增强及国家的大力提倡绿色出行，电动汽车数量增多。电动汽车具有节能环保，运行费用低等优点，电动汽车蓄电池充电机充电电池具有容量大，可随时充放电的特性。如果能把这些电动汽车的电池充分利用起来，在电网负荷低谷时接入电网进行充电，在处于高峰时段或者其他特殊情况把电池电量返回到电网，就能够起到对电网的负荷转移、负荷调节、旋转备用的功能，反之，则会加重电网的负担。

最近，随着电力市场改革，国家也制定了一些政策来促使用户的负荷转移，其中有一项就是设置分时电价，同理，较多的电动汽车充放电引起的能量供需波动是影响电网稳定运行的重要因素，因而可以通过计算合理设置充放电分时电价来引导用户的蓄电池充电机充放电行为，达到稳定电网的作用，同时减少用户的用电费用。

国内外对电动汽车的充放电行为的研究已经取得了很大进展。文献[5]提出了基于博弈论的充放电策略，考虑每一个电动车的充放电行为都会对整体的控制策略产生影响，然后求解纳什均衡点，结果表明能够减少局域网负荷波动。

文献[6]研究了自然充电与有序充放电策略下对电网负荷的影响，通过对电动汽车进行蓄电池充电机有序充放电管理能够减少电网的波动，但没有考虑用户效益的问题。为提高用户满意度和减少峰谷差，文献[7]提出了基于分时电价的电动汽车的有序充电控制策略，结果表明若受分时电价影响的用户越多，对于抑制局域配电网的负荷的波动越有利。

目前对于电动汽车负荷模型的建立主要是采用蒙特卡洛模拟方法，这是一种基于概率和统计理论随机模拟方法，但是这种方法存在模拟不准确的问题，不能准确计算电动汽车负荷。在日常生活中由于电动汽车蓄电池充电机充电功率、每天行驶距离及充电开始时间具有随机性，本文根据用户的实际充电特性，包括充电开始时间及充电持续时间，使用聚类算法对用户的充电行为进行聚类分析，发现用户的充电规律，推导出充电持续时间和充电开始时间的概率密度。

研究分时电价策略的同时，根据充放电电量与电价变化的关系，通过引入分时电价来引导用户有序充放电，从而避开电网负荷高峰期，建立以减少电网波动和用户费用的优化模型。采用布谷鸟搜索算法进行求解，得到峰谷分时电价和用户的充放电计划。通过实例仿真验证此分时电价策略的有效性，达到了通过计算设置分时电价，引导电动汽车有序充放电的优化目的。


图1  电动汽车充电特性K-均值聚类图

结论
电动汽车蓄电池使用蓄电池充电机进行充放电的有序控制对电网的稳定运行具有重要的意义，本文以分时电价为背景，以提高用户参与度为手段，采用K-均值聚类对电动汽车的用户的充电特性进行分析，发现用户的充电规律，推导出充电开始时间概率密度和充电持续时间概率密度。建立一个多约束，多变量的函数方程，通过布谷鸟搜索算法进行求解分时电价。

以某小区负荷为例，计算了分时电价下的电网的波动率和峰谷差及用户的经济效益。研究表明，此分时策略能够起到削峰填谷，减少用户成本的作用，若以后能和智能电网及家庭微电网连接起来，则能够更好的提高电动汽车的使用效率，并更好的保证电网的稳定运行。