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一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法 

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申请/专利权人:国网宁夏电力有限公司经济技术研究院

摘要:本发明提出一种考虑光伏耦合的充电网络规划的方法,包括如下步骤:步骤1:建立电动汽车续航能力模型;步骤2:建立电动汽车交通行为模型;步骤3:基于步骤1和步骤2,抽取电动汽车容量及其时空分布样本集;步骤4:通过聚类优化确定充电站选址;步骤5:利用排队算法确定充电设施容量与数量;步骤6:进行光伏‑电动汽车充电网络联合优化规划。该方法以电动汽车充电网络投资建设成本最小化为目标,考虑了充电负荷供需平衡、电动汽车充电站选址定容等交通网络约束,电动汽车充电站接入配电网电气系统、配套光伏发电系统等电力网络运行约束条件,用于给定区域内电动汽车充电站及其配套光伏发电系统的联合规划布局。

主权项:1.一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:基于电动汽车电池容量状态的随机分布特性,建立电动汽车续航能力模型;步骤2:基于电动汽车时空分布的随机特性,采用OD概率矩阵建立电动汽车交通行为模型;步骤3:基于电动汽车续航能力和交通行为模型,抽取电动汽车容量及其时空分布样本集;步骤4:基于电动汽车容量及其时空分布样本集,考虑续航能力约束,通过聚类优化确定充电站选址;步骤5:充电站选址,通过充电站内的充电功率需求进行判断,当系统容量较大时,所有电动汽车充电需求均可以得到满足;当系统过载,部分电动汽车充电需求无法得到满足,利用排队算法确定充电设施容量与数量;步骤6:基于充电站选址定容方案,进行光伏-电动汽车充电网络联合优化规划;步骤1包括如下步骤:步骤1.1:通过概率分布函数量化描述各种类型电动汽车的电池最大容量Crate的随机特性;步骤1.2:用概率分布函数量化描述高速公路入口处电池存储电量的百分数SOCi和电动汽车需要充电时电池电量的百分数SOCc的随机特性;步骤1.3:拟合电动汽车最大行驶路程Tanmc与电池最大容量Crate的关系;步骤1.4:基于电动汽车最大行驶路程Tanmc与电池最大容量Crate的关系,构建电动汽车续航能力模型;汽车最大行驶路程Tanmc与电池最大容量Crate呈线性关系,电动汽车续航能力模型为:Tanac=η·SOCi-SOCc·Tanmc1Tansc=η·SOCc·Tanmc2其中,Tanac表示电动汽车从进入高速公路到需要充电能行驶的路程;η是一个效率参数,用于表示电动汽车在加速减速过程中的能量消耗;SOCi表示高速公路入口处电池存储电量的百分数;SOCc表示电动汽车需要充电时电池电量的百分数;Tansc表示电动汽车在SOCc下行驶的路程;步骤3包括如下步骤:步骤3.1:抽取电动汽车样本,记录该样本对应的电池最大容量Crate、高速公路入口处电池存储电量的百分数SOCi和需要充电时电池电量的百分数SOCc;步骤3.2:已知电池最大容量Crate,根据电动汽车最大行驶路程Tanmc与电池最大容量Crate的拟合关系计算电动汽车最大行驶路程Tanmc,进而计算电动汽车在SOCc下能行驶的路程Tanac;步骤3.3:基于OD矩阵对电动汽车用户的交通行为进行蒙特卡罗抽样,建立电动汽车交通行为空间分布样本集;即获得每个样本下该电动汽车的出发地、目的地位置以及相应的行驶距离;步骤3.4:基于电动汽车行驶开始时间ts的概率分布函数进行蒙特卡罗抽样,确定各电动汽车的行驶开始时间ts;步骤4包括如下步骤:步骤4.1:根据电动汽车的行驶里程约束确定候选站址集合,约束包括①电动汽车在任何一个长度超过其行驶里程的路段上至少充电一次:②电动汽车的充电需求发生在建有充电站的交通网节点;步骤4.2:根据蒙特卡洛模拟中计算出的Tansc分布,确定充电站服务半径SR,采用SNN聚类算法,在候选站点集合中确定充电站选址;步骤6具体操作为:步骤6.1:基于电动汽车充电站选址定容方案,建立光伏-电动汽车充电网络联合优化规划模型,输入电动汽车充电站的负荷特性数据、光伏发电典型场景数据、光伏电站建设改造成本、分时电价、惩罚因子;步骤6.2:对以光伏耦合的电动汽车充电网络建设和运营成本最小化为目标的优化规划模型进行数学求解;步骤6.3:基于光伏-电动汽车充电网络联合优化规划模型的约束条件,获得考虑光伏耦合的电动汽车充电网络规划方案。

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权利要求:

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