中國科學院電力電子與電氣驅動重點實驗室、中國科學院大學、北京電動車輛協同創新中心、國網北京市電力公司的研究人員楊冰、王麗芳等，在2015年第14期《電工技術學報》上撰文，提出一種基于分層控制的有序充電控制架構，能夠與傳統電網控制架構融合的基礎上，實現配電網范圍內電動汽車和分布式可再生電源的協同有序控制。
協同控制系統分為兩層：配電網控制系統和站級控制系統。配電網控制系統以配電變壓器處負荷方差最小為目標，以電動汽車總充電能量需求，充電功率為約束進行有序調度，并把調度計劃上傳給電網調度中心，以安排發電機出力；站級系統以實際充電曲線與調度指令誤差最小為目標，以單臺電動汽車和換電電池的充電電量需求為約束，進行實時有序充電控制。以北京市某地區實際數據為例，驗證了協同控制系統的合理性和準確性。
近年來，隨著人們對環境問題的重視，電動汽車的發展利用受到各國政府和消費者的青睞[1]，其最主要的原因在于電動汽車的節能性和低排放等優點。如果將可再生能源與電動汽車聯合使用，能夠進一步降低碳排放[2]；然而自然情況下可再生能源具有不可控性和不確定性[3]，電動汽車接入電網會增大電網負荷峰谷差，增大網絡損耗等[1,4,5]，不利于電網的穩定運行，因此有必要研究電動汽車與可再生能源協調控制問題。
目前關于電動汽車與可再生能源協調控制的研究主要有以下幾個方面：1)區域電動汽車與可再生能源的協同調度[2,6]；2)含有電動汽車和可再生能源的經濟調度[3]；3)基于微電網或分布式配電網的電動汽車與可再生能源協調控制[7-11]。
文獻[2]以電網運行的負荷方差最小為目標，建立了區域電網對風電和電動汽車的協同調度模型；文獻[6]中分析了電動汽車與風電協同調度對碳排放量的經濟性。文獻[3]分別建立風力發電出力和電動汽車充電需求的隨機模型，以運行成本最小為目標建立電動汽車與風力發電協調控制的經濟調度模型。
文獻[10]針對電動汽車與可再生能源集成問題進行建模，提出了集成系統中電動汽車與分布式電源的協同控制方法。然而這些研究中卻存在很多的不足，區域協同調度方法中僅僅從區域電網的角度分析了電動汽車與可再生能源協同控制的可行性，而沒有研究如何將風電合理的分配到各配電網中；以微電網和分布式配電網為基礎進行控制的方法僅僅考慮了某一配電變壓器下或微電網內的有序控制方法。
另外，目前電動汽車有序充電方法僅考慮了電動汽車充電對電網的影響[12-15]，如減少配電網的網損、負荷指標、電壓指標等，而很少考慮電力系統對配電網的調度，因此有序充電控制模型很難與現有的電網調度系統集成。文獻[16]中提出了電網側對電動汽車充電負荷進行調度的概念，但是僅實現了電動汽車充電站的有序充電方法，而沒有給出電網側的調度計算方法。
電動汽車和分布式電源是未來智能配電網中必不可少的負荷和電源，如何對這些元件進行合理的調度是一個至關重要的研究課題。鑒于上述研究中的不足及研究思路，本文提出一種分層有序充電控制架構，在配電網建立兩層控制系統：配電系統控制系統和站級控制系統，給出了相應的控制模型，能夠在與傳統電網控制架構融合的基礎上，實現配電網范圍內電動汽車與分布式可再生電源的協同有序控制。
圖1 電動汽車與分布式電源協同控制架構
結語
本文提出了一種基于配電網的電動汽車和分布式電源分層有序控制模型，能夠實現配電網對電動汽車和分布式電源的協同控制，實現配電網調度系統與電力系統調度系統融合。通過仿真模擬得出以下結論：
(1)配電系統級控制系統采用以綜合負荷方差最小為目標的優化模型及自適應粒子群算法，能夠合理的安排控制范圍內電動汽車充電計劃，使得配電網公共連接母線處的負荷波動最小。
(2)站級調度系統能夠根據調度指令，在滿足充電需求的前提下，合理安排電動汽車及換電電池的有序充電。
(3)由于電動汽車充電能量預測誤差和站級控制系統控制誤差的存在，分層有序充電控制系統會有一定的誤差，但是并不大。然而，在研究中沒有考慮具體的配電網結線形式，因此沒有考慮配電網網絡損耗和負荷節點電壓約束等問題，可作為進一步研究的內容。
