【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网规划，尤其是涉及一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法、设备及介质。
技术介绍
1、高渗透率大功率电动汽车(electric vehicles,ev)充电负荷的接入会导致配网负荷增长、变压器过载以及配网投资运行成本增加，对配电网的接纳能力及安全运行带来巨大冲击。
2、电动汽车兼具储能特性，可以与电网进行双向充电，这种方式被称为电动汽车的v2g技术。v2g技术的核心思想是利用大量电动汽车的储能源作为配电网和可再生能源的缓冲。通过合理规划充电站的位置，最大化电动汽车储能可调潜力，可以缓解配电网效率低、可再生能源波动等运行问题。为了应对电动汽车快速增长的充电需求所带来的挑战，配电系统和充电站应以更协调的方式规划和运营。然而，现有的规划方法通常旨在将配电网的投资成本降到最低，而忽略了交通状况恶化的风险。因此，对v2g充电站与配电网进行协同规划具有重要意义。
3、为满足日益增长的电动汽车的充电需求，电动汽车充电站的选址定容问题成为一个值得研究的重要问题，同时近年来对于电动汽车v2g技术的研究较多，主要从电动汽车储能特性与电网互动角度进行研究，探索电动汽车v2g技术如何更好的进行削峰填谷、提高电网稳定性。而针对考虑配网接纳电动汽车充电负荷能力的充电站规划研究中，对于v2g储能特性的考虑不够完善，未能合理利用v2g储能资源来缓解配电网系统运行波动等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，该方法包括：
3、基于电动汽车负荷时空分布，以充电站综合成本ccs最小以及v2g储能等效容量etotal最大为优化目标，构建充电站多目标规划模型，对充电站进行选址定容；
4、综合考虑交通网和配电网耦合关系以及配电网线路裕度，以最小化线路裕度和综合成本为优化目标，构建配电网多目标拓展规划模型，对配电网进行拓展规划；
5、采用归一化法向约束法对充电站多目标规划模型和配电网多目标拓展规划模型进行协同求解，得到最终的充电站选址定容结果以及配电网建设方案。
6、优选地，所述充电站多目标规划模型，数学表达式为：
7、minfcs＝(ccs,-etotal)
8、ccs＝ccinv+ccope
9、
10、式中：ccope为充电站年运维总成本；ccinv为充电站年投资总成本；ncs为所规划充电站的个数；为第i个充电站中的充电桩数量；a为充电站设备投资费用；b为充电站内充电桩的单价；c为充电站建设费用；r0为贴现率；t为充电桩运行年限；
11、约束条件包括充电桩数量约束和充电站服务距离约束。
12、优选地，所述v2g储能等效容量etotal，获取过程包括：
13、定义电动汽车以恒功率模式作为储能参与调节，则单辆电动汽车可持续服务的时间为：
14、
15、
16、式中：tch,n、tdis,n分别为单辆电动汽车参与储能的充电时间放电时间；socn(ti)为ti时刻第n辆汽车的电池荷电状态；socch,n为参与储能的电动汽车期望达到的充电电量；socdis,n为预留出行的能量比；ebat,n为每辆电动汽车的电池可用容量；pch,n、pdis,n与ηch,n、ηdis,n分别为第n辆电动汽车的充放电功率和充放电效率；
17、根据单个电动汽车的可用服务时间，对电动汽车数目累加后得到聚合储能容量，作为v2g储能等效容量etotal。
18、优选地，所述充电站服务距离约束具体为：
19、相邻的充电站之间实际距离d1满足：
20、
21、式中：为充电站服务距离。
22、优选地，所述充电站年运维总成本ccope按照起始投资费用的百分比进行取值，表达式为：
23、
24、式中：η为折算因子。
25、优选地，所述配电网多目标拓展规划模型，数学表达式为：
26、minfpd＝(cpd,ft,σ)
27、cpd＝cpinv+cpope
28、cpinv＝βlcl+βmcm
29、
30、
31、式中：cpd为配电网综合运行成本，ft,σ为线路裕度标准差；cpinv为配电网改造投资成本；cpope为配电网运维成本；cl、cm分别为新建线路总成本和变电站改造总成本，ωl、ωtc、ωte分别为可新建线路、可扩容变电站、以及可新建变电站集合；分别为配电线路ij的单位新建成本、变电站m的扩容成本、以及与变电站m的新建成本；lij为配电线路ij长度；xij、为二进制决策变量，分别代表配电线路是否新建、变电站是否扩容、以及变电站是否新建；βl、βm分别为配电线路和变电站的资金回收系数；
32、线路裕度标准差ft,σ，计算表达式为：
33、
34、式中：ft,σ为t时刻整体网架线路裕度的标准差；k为规划后所建线路总和；kij为规划后所建线路集合；fij,t和fi'j',t分别为规划后和规划前的线路裕度；
35、约束条件包括线路传输功率约束、系统安全约束、线路传输功率约束、变电站容量约束、变电站容量约束和拓扑约束。
36、优选地，所述采用归一化法向约束法对充电站多目标规划模型和配电网多目标拓展规划模型进行协同求解时，将充电站多目标规划模型和配电网多目标拓展规划模型改写成写成紧凑形式的单层多目标模型，表达式为：
37、
38、式中：f1、f2分别为两个目标函数，xc为决策变量，gc(·)和hc(·)分别为不等式约束条件和等式约束条件。
39、优选地，采用归一化法向约束法求解每个单目标问题，具体包括：
40、1)仅考虑f1的单目标优化，约束条件保持不变，得到f1的最小值为f1min，同时将优化所得的xc中相应变量代入f2得到为得到解
41、2)仅考虑f2的单目标优化，约束条件保持不变，得到f2的最小值为同时将优化所得的xc中相应变量代入f1得到f1max，得到解
42、3)将两组解作为帕累托前沿的两个极端点，并对多目标模型的解空间进行归一化处理：
43、
44、4)定义乌托邦线a上点a1指向点a2的向量为同时将乌托邦线a进行a等分，产生了(a+1)个等距离的分割点aj，计算表达式为：
45、
46、式中：为每个等分点之间的向量；j取值0～a；
47、5)在分割点处做乌托邦本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述充电站多目标规划模型，数学表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述V2G储能等效容量Etotal，获取过程包括：
4.根据权利要求2所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述充电站服务距离约束具体为：
5.根据权利要求2所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述充电站年运维总成本CCope按照起始投资费用的百分比进行取值，表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述配电网多目标拓展规划模型，数学表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述采用归一化法向约
8.根据权利要求7所述的一种计及V2G储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，采用归一化法向约束法求解每个单目标问题，具体包括：
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述充电站多目标规划模型，数学表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述v2g储能等效容量etotal，获取过程包括：
4.根据权利要求2所述的一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述充电站服务距离约束具体为：
5.根据权利要求2所述的一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，所述充电站年运维总成本ccope按照起始投资费用的百分比进行取值，表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种计及v2g储能与线路裕度的充电站与配电网协同规划方...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁明瀚，李轶立，刘扬洋，纪明，纪坤华，陈颂，朱夏，韩云昊，米阳，金庭昊，袁鹏哲，乔金朋，马思源，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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