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一种考虑多流融合的电动汽车充电桩选址方法及系统 

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申请/专利权人:国网江西省电力有限公司经济技术研究院;国家电网有限公司;江西腾达电力设计院有限公司

摘要:本发明公开了一种考虑多流融合的电动汽车充电桩选址方法及系统,方法包括:根据用户不同的出行目的,利用核密度分析法分析居民出行活动规律与城市功能区之间的关系,筛选出用户出行聚集度高的区域,然后根据不同需求区域的电动汽车碳排放流、交通流和配电网中能量流为目标函数建立多目标优化模型,将碳流、交通流和配电网中能量流的模型融合起来,构建耦合函数,求解的耦合函数的最大值;通过解析法对多目标模型求解,按耦合函数的大小进行排序,耦合函数越大,则更适合电动汽车的选址。解决了解决无法在城市居民出行需求和保证电网安全运行的基础上准确进行电动汽车充电桩选址的问题。

主权项:1.一种考虑多流融合的电动汽车充电桩选址方法,其特征在于,包括:根据用户不同的出行目的,利用核密度分析法分析居民出行活动规律与城市功能区之间的关系,筛选出用户出行聚集度最高的目标区域;根据所述目标区域的网络特征结构、目标区域内的交通流与配电网能量流之间的耦合关系构建多流融合模型,并根据所述多流融合模型对所述目标区域进行密集度划分,得到至少一个需求域;构建所述至少一个需求域的多目标优化模型,其中,一多目标优化模型中以在预设的约束条件下一需求域中的电动汽车碳排放量流、交通流以及配电网能量流为目标函数,其中,所述电动汽车碳排放量流为电动汽车行驶到充电站时的能量,包括道路的拥堵程度和行驶速度以及耗电量;其中,计算电动汽车碳排放量流的表达式为: ,式中,为电动汽车产生的日碳排放量,为一日内在路网中节点u处产生充电需求的电动汽车的数量,为产生充电需求的位置u到最近的充电站的直线距离,为道路非直线系数,为行驶速度,为电能生产的碳排放因子,为道路拥堵系数,为耗电量;所述交通流为通过道路某一地点的交通实体数,包括行驶速度和交通密度; ,式中,为交通流,为交通密度,为行驶速度;其中,计算行驶速度的表达式为: ,式中,为畅行速度,为阻塞密度;所述配电网能量流的表达式为: ,式中,为单位时间内的第i条线路损耗,、、分别为线路i末端节点的基础有功负荷、电动汽车有功负荷、分布式光伏的实际出力值,、、分别为线路i末端节点的基础无功负荷、接入充电站的无功功率、分布式光伏出力时的无功功率,为线路i末端节点电压值,为线路i的电阻值; ,式中,为第i条线路的功率,为光伏发电的输出功率;对于充电站的规划,还需约束条件,具体为:碳排放量约束: ,式中,为电动汽车的碳排放量;为电动汽车碳排放量的最大值;道路车辆数量约束: ,式中,为电动汽车数量上限;光伏发电功率约束: ,式中,为节点i处可调功率的下限,为节点i处可调功率的上限;支路容量约束: ,式中,为支路i的有功潮流;为潮流上限;为配电系统中支路总数;将配电网能量流、交通流和碳流耦合起来,则耦合函数的建立: ;对各个多目标优化模型进行求解,得到所述至少一个需求域的需求裕度值,并对所述至少一个需求域的需求裕度值进行从大到小排序,其中,所述对各个多目标优化模型进行求解,得到所述至少一个需求域的需求裕度值,并对所述至少一个需求域的需求裕度值进行从大到小排序包括:根据充电站的候选区域得到建站方案0-1矩阵,建站位置值为1,不建站的位置值设为0,建站方案总数为: ,式中,为建站方案总数,为候选站的总数量,为候选区域内可做为充电站的数量;基于用户在车辆需要充电时完全理性的选择距离最近的充电站的原则,进行充电区域的划分,并判断各区域是否满足预设的约束条件;统计用户出行目标,根据目的地的不同进行出行策略的划分:第一类目的地为工作,第二类为购物,第三类为休闲娱乐以及第四类为餐饮;统计用户在不同时段出行目标的权重,分析各个时段的主要出行目的;根据各个时段的主要出行目的,记录目标区域内不同出行策略下服务的车辆数量、车辆在充电之前行驶的里程数和车辆的剩余电量,统计各时段的交通流量和充电车次,方便后续计算充电负荷接入配电系统后产生的电能损失和电动汽车的碳排放量;根据需求域到站的车辆信息以及配电网系统信息,在满足电动汽车碳流最小、交通流最大和配电网能量流最大为目标对需求域内的电网线路节点和交通道路寻优;结合电动汽车充电信息、道路交通信息、配电系统信息以五分钟为步长计算电动汽车接入配电网后的电能损失情况、主道路上行驶的电动汽车数量和碳排放量;根据电动汽车充电距离最短、碳排放量最小,车辆数量最多、交通流最大和配电网输电线路供电能量最高的节点为条件,计算耦合函数,耦合函数越大,则需求裕度值越大;根据所述至少一个需求域的需求裕度值的排序结果对某一需求域进行选取,并作为电动汽车充电桩的最终选址。

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