分时电价政策下电动汽车充电策略 研究 210018 南京师范大学 - 周秋华 / 曹佳伟 / 赵彩虹 摘要：
针对电网的分时电价政策，对电动汽车提出充电侧电价的时段划分，并建立以电网峰谷差最小为目标函数的最优模型；用蒙特卡罗法得到 电动汽车接入电网后的实际日负荷曲线和负荷情况。在此基础上，建立优化模型，并用遗传算法对充电侧峰谷电价的时段划分进行寻优。最后 分析对比模型中有序充电与无序充电的峰谷差，以证明策略的优势。 引言
电动汽车是以电池作为主要动力源的汽车， 在改善能源耗费结构、节能减排，以及电网负 荷等方面有着不可取代的作用。而大量电动汽 车入网的充电行为对电网影响很大，因此，合 理设计电动汽车充电策略，避免大量充电行为 带来的负荷波动，以有效缩减用电峰谷差实现 “削峰填谷”，并提高用电效率，成为当下研 究热点。
我国目前实行的电价主要包括目录电价、 阶梯电价以及分时电价。实施分时电价政策， 电动汽车用户将
会根据电价的不同选择在低电 价时段充电，有利于实现电网的削峰填谷。本 文以私家电动汽车作为研究对象，以充电分时 电价为基础提出电动汽车的有序充电策略，以 电网峰谷差为目标函数建立最优化模型，在分 时电价政策下，提出充电侧的电价时段划分。
1. 需求侧电价引导 1.1. 需求侧管理 目前电力公司对需求侧的管理措施包括：
通过负荷管理削峰；促进用电使电网相同成本 下受益更高；制定电价策略达到对电网削峰填 谷的目的；提高一次能源利用效率等。
1.2. 电动汽车有序充电 电动汽车的大规模入网会对电网的稳定运
江苏卫视人间栏目行带来较大冲击：大量电动汽车在用电高峰期 充电导致的“峰上加峰”现象、用电谷时刻发 电机和供电线路等设备的利用率降低等。因此， 电网方面需要通过对峰谷电价时段的优化，引 导电动汽车的充电行为，在满足电力用户用电 需求的同时，又要合理分散用电负荷，避开用 电高峰期，降低对电网
的负荷冲击，保证电网 的稳定运行。
2. 充电分时电价 分时电价根据电网的负荷变化，将一天划
分为峰、平、谷等时段，分别对应不同的电价， 合理地分散了用户的充电时间，达到对电网削 峰填谷、减少多余电力资源消耗的作用。而电 动汽车在某一局域配电网充电时，会出现实际 负荷波动的峰、平、谷与电网电价的峰平谷划 分时段不一致的现象。例如，部分电网的负荷
在电价的平段达到高峰状态，此时电动汽车用 户若依据电网的分时电价进行充电，很可能造 成“峰上加峰”。
针对这一现象，本文参考配电网的负荷波 动情况，在电网的分时电价政策下，对充电侧 电价再次进行时段划分，分为平时段和峰时段。 在规模化电动汽车入网时，这一划分策略能避 免“峰上加峰”现象。
3. 用户需求曲线 电能商品价格与需求之间有一定的关系。
用户的电力需求不恒定，会受电价变化的影响。 一般各类用户的用电需求随电价变化的趋势与 幅度不同，但是总体的趋势是用电量随电价上 升而下降。假设某用户在某一时间段的电力需 求 Q 与此时电价 ρ 的函数关系式为：
Q = f (ρ )
此函数为非线性函数，电价大致随电力需
求量下降而下降。在理想条件下，需求曲线满 足总电费支出不变，即：
Q × ρ = e
其中，e 表示用户总电费支出，其值随总体 生活水平的提高而增加。用户的用电量 Q 随着 电价的升高而下降，但是由于必要用电的限制， 最终趋于一个极限值，此后不随电价 ρ 的增加 而降低。
4. 有序充电负荷模型的建立 4.1. 以峰谷差率为目标函数 从电网的安全稳定运行方面考虑，以峰谷
差率为建模对象。针对不同地区电网的负荷情 况，文献 [5] 提出了对谷电价时段最优划分可 以有效地调控负荷的峰谷特性。在电网的分时 电价政策引导下，以电网负荷峰谷差率为目标 函数，其表达式如下：
min z = f (t 1 , ∆t )
其中，t1——谷电价时段起始时刻； Δt —
—
Δt=t2-t1 为谷电价区间长度。 负荷峰谷差率表达式如下：教育公平之我见
通过对电价谷时段起始点 t1 和区间长度
Δt 进行寻优，到峰谷差率达到最小时对应的 t1 和 Δt 。 4.2. 用户充电时间选择
在 建 立 自 由 充 电 模 式 下 的 电 动 汽 车 充 电 模 型 时， 假 设 起 始 充 电 时 间 符 合 正 态 分 布 N(18,32)， 起 始 SOC 符 合 正 态 分 布 N(0.6,0.12)，有 (1-η) 比例用户的充电行为 不受电价影响，但选择起始充电时间和起始 SOC 仍符合假设正态分布。对 η% 受电价政策影响 的用户提出如下假设：
a) 峰谷电价不影响车主的行驶习惯和车辆 使用时间，起始 SOC 符合上述正态分布；
b) 电价时段划分影响车主充电时间，车主 会选择在谷时段进行充电并尽量充满所需电量；
c) 车主在能预计充电的持续时间，即充电 时长 tc 。
由此，η 比例的用户选择的起始充电时间 ts 如下式所示：
其中，t1,t2 为电价谷时段起、止时间； Δt=t2-t1 为电价谷时段长度；r 为 [0,1] 区间 的一个随机数。
当 tc>Δt 时，用户一般会选择 在 t1 时刻开始充电；当 tc<Δt 时，用户会选 择在 [t1,t2] 区间某一能将电量充满的时间段 内进行充电。
4.3. 求解方法 有序充电的谷电价时段优化模型可以看作
为一个二元函数求解定义域内最小值的问题，
此处采用遗传算法对模型进行寻优。
峰谷差
峰谷差率 =
最大负荷
t1 和 Δt 的取值范围如下：
安丘四中
图1 求解优化模型流程图
5. 算例分析
5.1. 参数设置以私家电动车为研究对
象，假设电动汽车
都按常规模式进行恒功率充电，充电频率约为
每日一次。电网和充电侧电价时段的分别划分
如下表：
表1 电价参数设置
在8:00-24:00 时间段内，受电价影响的电
力用户大多在 12:00-17:00，21:00-24:00 充电；
而相较于无序充电情况，在 0:00-8:00 时间段
内充电的用户增加较多。可以发现，充电电价
策略的引导下，电网负荷的峰谷差有所削减，
较明显地起到“避峰填谷”的作用。
6. 结语本文选取慢充的私家电动车作为研
究对象，
以峰谷差率最小作为控制目标，提出相应有序
充电控制策略。根据电网的分时电价政策，在
局域配电网的用户充电侧对电价时段进行二次
划分，降低配电网中的峰谷差，避免电网低价
时段“峰上加峰”现象。当电动汽车入网规模
变大后，峰谷差的减小将更为显著。
此外，V2G 技术是电动汽车入网的一项重要
内容，电动汽车和电网的能量双向流动对电网
负荷的“削峰填谷”有重要意义。
参考文献：
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[3] 胡泽春, 宋永华, 徐智威, 罗卓伟, 占
恺峤 , 贾龙 . 电动汽车接入电网的影响与利用
[J]. 中国电机工程学报,2012.2(32):1-11.
[4] 黄永皓, 康重庆, 李晖, 夏清, 王功礼,
胡左浩 . 用电需求曲线建模及其应用 [A]. 电
工电能新技术,2004.23(1):29-33.
[5] 葛少云 , 黄繆 , 刘洪 . 电动汽车有序
充电的峰谷电价时段优化[A]. 电力系统保护与
控制,2012.40(10).
5.2. 结果分析
带锯条打齿（拉齿）原因分析与解决声纳浮标
方法
063103 唐山开滦铁拓重型机械制造有限责任公司河北唐山 -张贺
摘要：
带锯条在使用过程中出现打齿（拉齿）的现象非常普遍，其原因也很多。为了避免出现这种情况，本文分析了造成卧式带锯床锯条打齿的原因及解决办法，最终解决了打齿频繁发生的现象，保障了生产的正常进行。希望对金属加工企业有帮助。
前言
卧式带锯床是一种集机械、电器、液压于
一体的连续锯切下料的设备，主要用于锯切各
种棒材、型材、管材等黑金属和有金属。
具有操作简单、生产效率高、材料消耗少和能
源消耗低等显著特点。
我们从 2000 年开始使用卧式带锯床，在使
用和维修过程中我们遇到过很多问题，其中最
常出现的问题就是锯条拉打齿（拉齿）现象。
特别是 2010 年购进的某品牌的两台 GW4270 带
锯床，从去年开始频繁出现锯条打齿现象，我
们结合厂家技术人员的分析，查各种书籍资
料，进行分析研究，从多方面查原因，总结
并逐一排除，保障了生产的正常进行。
1. 带锯床打齿的原因
1.1. 因带锯条选齿不当造成的原因：
1.1.1. 不管所锯切的工件是实心的还是管
材，不管锯齿适合与否，随意进行切削，这就
避免不了造打齿现象的发生。
1.1.
2. 齿距选择失误，大锯齿锯切小截面
的材料，也会有打齿现象的出现。
1.1.3. 过度的贪图价格优惠，而选择了质
量差的锯条或本身购买的就是冒牌锯条。
1.2. 因操作不当造成的原因：
1.2.1. 初始进刀掌握失控，带锯条没有缓
慢平稳的接触工件，带锯条快速下降冲击切削，
造成齿尖瞬间超负载崩齿。
1.2.2. 操作时由于马虎行事，致使工件未
夹紧或夹紧的工件并不牢靠，锯切时工件发生
松动或振动状，锯齿在不确定的外力作用下被
动打齿。
1.2.3. 锯切槽钢、圆管、方管和其他异型
材料时如果进给量掌握不当是最容易出现打齿
的，应特别注意。
1.2.4. 新带锯条不进行正常磨合就高速切
削，且进给量过大，造成打齿，这种现象在操
作中是比较普遍的问题，应当倍加注意。
1.2.5. 锯切完毕锯架抬升时，被切断工件
的相互挤动，碰挤到上升的带锯条造成打齿。
1.2.6. 工件的夹紧方式不正确，工件容易
产生移动，导致打齿。
1.3. 因带锯床问题造成的原因：
真菌之怒1.3.1. 主动轮、从动轮与导向操纵机构三
点的直线性达不到精度，带锯条不能直线运转，
出现或左或右及上下不稳的切削。
1.3.
2. 电机皮带长时间受损而出现老化松
弛，运转时有可能出现间歇性丢转，使带锯条
在切削中也出现间歇性的微弱骤停现象，产生
打齿。
1.3.3. 升降油缸进入空气，或因油质不好、
油缸磨损、操纵阀失控等原因，均造成锯架不
能匀速下降，出现打齿。
1.3.4. 液压系统不稳定，导致钳口夹持不
牢，锯条涨紧度不够，也会造成锯条打齿。
2. 解决打齿的发生的方法氯仿
2.1. 排除各种造成打齿的因素在以上分析
过程中，我们把可能出现打齿
的原因逐一地进行了排除。
2.1.1. 首先，根据所下材料 27SiMnφ130mm
圆钢，在锯床厂家的指导下选择了口碑较好的
品牌锯条，实际情况没有大的改善，所以排除
了选齿不当造成打齿的原因。
2.1.2. 其次，请锯床厂家和其他使用单位
的相关人员对本厂的下料工进行技术培训和示
范指导。从工件的夹紧，锯带速度，进给速度
的调整，都进行了规范。经过一段时间的观察，
解决了好多以前常发生的问题，但锯条打齿问
题还是没有解决。
2.1.
3. 对锯床各处进行调整，更换新皮带，
减速器换油，把液压系统的液压油也抽净换新
的，并且排空各个油缸内的空气以免出现爬行
从而导致锯条打齿。排除了以上可能造成打齿
的因素后，打齿现象还是时常出现。
2.2. 改造液压系统，最终解决难题通过以
上查分析排除各种可能造成锯条
打齿的因素，都没能很好地解决问题，我们怀
疑是否是油泵出院问题，因此，拆下油泵一看
究竟，结果发现油泵与电机联接处的键槽滚键，
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关键词卧式/ 打齿 / 液压系统改造时段时段区间
电网电价
( 元/kWh)
充电电价
( 元/kWh)
高峰
8:00-12:00，
17:00-21:00
0.72 2.0
平段
12:00-17:00，
21:00-24:00
0.61 1.2
低谷0:00-8:000.450.6
豫公网安备41160202000603
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