一种电动汽车充电桩配置方法、记录媒体及系统技术方案

本发明专利技术属于电动汽车充电技术领域，公开了一种电动汽车充电桩配置方法，基于电动汽车充电负荷预测模型将用户和微电网运营商进行分层，采用多目标双层优化调度方法，在保证用户的充电效率基础上，充分考虑微电网层的运行效率，利用定价机制实现电动汽车充电需求的时空转移，运用粒子群算法对模型进行求解，克服了传统优化方法的局限性，提高了寻优性能。本发明专利技术还提供了一种存储有电动汽车充电桩配置程序的一种非暂态可读记录媒体及包含该媒体的系统，通过处理电路可以调用该程序来执行前述方法，适用于电动汽车充电桩的配置工作。适用于电动汽车充电桩的配置工作。适用于电动汽车充电桩的配置工作。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电桩配置方法、记录媒体及系统


[0001]本专利技术属于电动汽车充电
，具体公开了一种电动汽车充电桩配置方法、非暂态可读记录媒体及数据处理系统。

技术介绍

[0002]随着化石能源的不断消耗及其导致的环境问题日益严峻，电动汽车作为一种低碳环保的出行工具，得到了广泛的关注和应用。充电桩作为耦合电动汽车负荷与微电网之间的媒介，其快慢充配置方式和容量对电网安全稳定运行和电动汽车出行都有重大影响。因此，分析电动汽车大规模聚集充电对微电网电源爬坡性能要求、负荷波动特性以及电动汽车充电效率的影响机理，利用技术手段实现快/慢充电桩在多微电网中的优化配置，对确保微电网安全稳定运行和提升电动汽车充电效率具有十分重要的现实意义。
[0003]目前，一方面有大量学者对电动汽车负荷的时空分布展开了研究，但未能深入分析快/慢充各自的运行特性，没有充分考虑多区域慢充的时移特性以及快充的空间转移特性，导致形成的电动汽车负荷模型失真度高，无法给充电桩的快慢充数量和容量提供很好的参考依据；另一方面，针对充电站的选址定容问题也已有大量研究，但相关研究中根据用户的充电需求时空分布来配置充电桩，未能充分考虑由充电桩位置和容量配置引起的电动汽车聚集特性对微电网运行安全稳定的影响，无法实现电动汽车用户充电和微电网运行效率最优。因此，现有技术并未充分考虑多微电网区域内的充电桩充电特性和配置容量对微电网安全稳定运行和对电动汽车充电效率的影响，使得充电桩的快/慢充配置方式和容量不匹配，导致电动汽车充电效率和微电网运行效率低。
专利
技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中，本专利技术提供一种电动汽车充电桩配置方法，包括以下步骤：
[0005]S1.分析多个因子，所述多个因子影响电动汽车的充电方式、充电地点或充电时间，模拟生成待研究区域的电动汽车快/慢充负荷函数，描述电动汽车负荷的初始时空分布特征；
[0006]S2.以用户充电效率最高为目标，结合电价及所述初始时空分布特征，建立电动汽车负荷时空分布规律模型；
[0007]S3.在所述电动汽车负荷时空分布规律模型中确定约束条件，其中所述约束条件包括电动汽车蓄电池荷电状态、电价上、下限及充电时间；
[0008]S4.计算各运营商辖区微电网中电动汽车快充和慢充负荷，建立各个微电网的净负荷模型，其中所述净负荷模型根据净负荷波动幅度和爬坡性能需求度描述电动汽车充电负荷聚集时微电网所面临的风险；
[0009]S5.在所述净负荷模型中确定微电网发电单元的出力及爬坡约束及各区域功率平衡约束条件；
[0010]S6.综合电动汽车负荷时空分布规律模型、净负荷模型描绘的特点，以提升微电网
运行效率为目标，迭代调整电动汽车快/慢充电的电价，用于转移电动汽车负荷需求的时空分布；
[0011]S7.将调整完成后的所述电价代入净负荷模型，其中的电动汽车充电负荷用快/慢充电桩的容量和数量表示，通过多目标粒子群算法求解，得到电动汽车充电桩优化配置方案。
[0012]优选的，所述电动汽车负荷时空分布规律模型以用户满意度来表征用户充电效率，用户满意度为出行满意度和充电费用满意度之和，具体表达式为：
[0013][0014][0015][0016]式中，f为目标函数；分别为电动汽车j前往充电站i的出行满意度、充电费用满意度；D
max
和D
min
分别为路网中的电动汽车从充电需求节点前往充电站的最远距离和最近距离；为t时刻电动汽车j前往充电站i的距离；和分别为充电站i的对应车型的最高和最低充电费用；为t时刻电动汽车j在充电站i的充电电价；为第j辆车在时刻到达充电站的剩余电量百分比。
[0017]优选的，所述净负荷模型包括：
[0018]微电网净负荷波动最小子模型：
[0019]其中，
[0020][0021]式中，为各微电网净负荷均值，及分别为t时刻电动汽车的充电功率、基础负荷的功率、储能设备的功率及风/光机组的出力，和为调度周期内各部分传输功率的平均值；T表示调度周期，本文以1h为单位时间段，即T＝24；
[0022]微电网综合运行成本最小子模型：
[0023]式中，S2为微电网综合运行成本；S
i,1
(i＝1,2,3)为各区域微电网快/慢充桩的建设成本(元/天)；S
i,2
为各区域出力单元运行成本；S
i,3
为各区域微电网出力单元爬坡成本；
[0024][0025]式中，S
i,1
(i＝1,2,3)为各区域微电网快/慢充桩的建设成本(元/天)；及分别为快/慢充桩的单个价格及安装数量，n为充电桩运行年限，d为贴现率，η为运行维护费用占投资成本的百分比；
[0026][0027][0028][0029][0030]式中，及分别为各区域微电网柴油机组运行成本、储能设备运行成本及配电网联络线运行成本；及分别为柴油机组的运维成本、燃料成本及环境治理成本；C
de,om
为柴油机组的运行维护系数，为i区域t时刻的柴油机组输出功率，a、b及c分别为燃料系数，C
k
、λ
de,k
分别为处理第k类污染物的费用、运行产生第k类污染物的排放量；C
ES,om
和分别为储能设备运行成本系数和i区域t时刻储能设备的充放电功率；和分别为配电网联络线电能交易成本和配电网环境治理成本，为配电网t时刻的电价，为配电网联络线功率，功率正负值分别表示微电网向主网买卖电量，λ
DN,k
为配电网联络线运行产生第k类污染物的排放量；
[0031][0032][0033][0034]式中，和分别为各区域微电网柴油机组爬坡成本和联络线爬坡成本；C
de
和C
DN
分别为柴油机组和配电网联络线出力爬坡成本系数，和分别为各区域微电网t时刻的柴油机组和配电网联络线传输功率；为配电网联络线旋转备用成本系数。
[0035]优选的，所述转移电动汽车负荷需求的时空分布的方法包括通过慢充的延时转移
负荷的时间分布；通过快充的点位切换转移负荷的空间分布。
[0036]本专利技术另提供一种电动汽车充电桩配置系统，包括下述功能模块：
[0037]充电需求分析模块，用于分析多个因子，所述多个因子影响电动汽车的充电方式、充电地点或充电时间，模拟生成待研究区域的电动汽车快/慢充负荷函数，描述电动汽车负荷的初始时空分布特征；
[0038]充电需求模型构建模块，用于以用户充电效率最高为目标，结合电价及所述初始时空分布特征，建立电动汽车负荷时空分布规律模型；在所述电动汽车负荷时空分布规律模型中确定约束条件，其中所述约束条件包括电动汽车蓄电池荷电状态、电价上、下限及充电时间；
[0039]微电网负荷模型构建模块，用于计算各运营商辖区微电网中电动汽车快充和慢充负荷，建立各个微电网的净负荷模型，其中所述净负荷模型根据净负荷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电桩配置方法，其特征在于包括以下步骤：S1.分析多个因子，所述多个因子影响电动汽车的充电方式、充电地点或充电时间，模拟生成待研究区域的电动汽车快/慢充负荷函数，描述电动汽车负荷的初始时空分布特征；S2.以用户充电效率最高为目标，结合电价及所述初始时空分布特征，建立电动汽车负荷时空分布规律模型；S3.在所述电动汽车负荷时空分布规律模型中确定约束条件，其中所述约束条件包括电动汽车蓄电池荷电状态、电价上、下限及充电时间；S4.计算各运营商辖区微电网中电动汽车快充和慢充负荷，建立各个微电网的净负荷模型，其中所述净负荷模型根据净负荷波动幅度和爬坡性能需求度描述电动汽车充电负荷聚集时微电网所面临的风险；S5.在所述净负荷模型中确定微电网发电单元的出力及爬坡约束及各区域功率平衡约束条件；S6.综合电动汽车负荷时空分布规律模型、净负荷模型描绘的特点，以提升微电网运行效率为目标，迭代调整电动汽车快/慢充电的电价，用于转移电动汽车负荷需求的时空分布；S7.将调整完成后的所述电价代入净负荷模型，其中的电动汽车充电负荷用快/慢充电桩的容量和数量表示，通过多目标粒子群算法求解，得到电动汽车充电桩优化配置方案。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电桩配置方法，其特征在于，所述电动汽车负荷时空分布规律模型以用户满意度来表征用户充电效率，用户满意度为出行满意度和充电费用满意度之和，具体表达式为：费用满意度之和，具体表达式为：费用满意度之和，具体表达式为：式中，f为目标函数；分别为电动汽车j前往充电站i的出行满意度、充电费用满意度；D
max
和D
min
分别为路网中的电动汽车从充电需求节点前往充电站的最远距离和最近距离；为t时刻电动汽车j前往充电站i的距离；和分别为充电站i的对应车型的最高和最低充电费用；为t时刻电动汽车j在充电站i的充电电价；为第j辆车在时刻到达充电站的剩余电量百分比。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车充电桩配置方法，其特征在于，所述净负荷模型包括：微电网净负荷波动最小子模型：
其中，其中，式中，为各微电网净负荷均值，及分别为t时刻电动汽车的充电功率、基础负荷的功率、储能设备的功率及风/光机组的出力，和为调度周期内各部分传输功率的平均值；T表示调度周期，本文以1h为单位时间段，即T＝24；微电网综合运行成本最小子模型：式中，S2为微电网综合运行成本；S
i,1
(i＝1,2,3)为各区域微电网快/慢充桩的建设成本(元/天)；S
i,2
为各区域出力单元运行成本；S
i,3
为各区域微电网出力单元爬坡成本；式中，S
i,1
(i＝1,2,3)为各区域微电网快/慢充桩的建设成本(元/天)；及分别为快/慢充桩的单个价格及安装数量，n为充电桩运行年限，d为贴现率，η为运行维护费用占投资成本的百分比；运行维护费用占投资成本的百分比；运行维护费用占投资成本的百分比；运行维护费用占投资成本的百分比；式中，及分别为各区域微电网柴油机组运行成本、储能设备运行成本及配电网联络线运行成本；及分别为柴油机组的运维成本、燃料成本及环境治理成本；C
de,om
为柴油机组的运行维护系数，为i区域t时刻的柴油机组输出功率，a、b及c分别为燃料系数，C
k
、λ
de,k
分别为处理第k类污染物的费用、运行产生第k类污染物的排放量；C
ES,om
和分别为储能设备运行成本系数和i区域t时刻储能设备的充放电功率；和分别为配电网联络线电能交易成本和配电网环境治理成本，为配电网t时刻的电价，为配电网联络线功率，功率正负值分别表示微电网向主网买卖电量，λ
DN,k
为配电网联络线运行产生第k类污染物的排放量；
式中，和分别为各区域微电网柴油机组爬坡成本和联络线爬坡成本；C
de
和C
DN
分别为柴油机组和配电网联络线出力爬坡成本系数，和分别为各区域微电网t时刻的柴油机组和配电网联络线传输功率；为配电网联络线旋转备用成本系数。4.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电桩配置方法，其特征在于，所述转移电动汽车负荷需求的时空分布的方法包括通过慢充的延时转移负荷的时间分布；通过快充的点位切换转移负荷的空间分布。5.一种电动汽车充电桩配置系统，其特征在于，包括下述功能模块：充电需求分析模块，用于分析多个因子，所述多个因子影响电动汽车的充电方式、充电地点或充电时间，模拟生成待研究区域的电动汽车快/慢充负荷函数，描述电动汽车负荷的初始时空分布特征；充电需求模型构建模块，用于以用户充电效率最高为目标，结合电价及所述初始时空分布特征，建立电动汽车负...

【专利技术属性】
技术研发人员：隗震，沈厚明，朱晔，赵淳，王卓，刘波，郭利莎，李文岚，田志强，刘波，胡媛媛，徐琳，范松海，熊嘉宇，李洪涛，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司国网四川省电力公司电力科学研究院国网四川省电力公司国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：