一种电动汽车停车场的规划方法、装置和计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动汽车停车场的规划方法，适于在计算设备中执行，该方法包括：构建后悔度机制模型，并根据该后悔度机制模型构建基于决策不确定性的电动汽车用户模型，该电动汽车用户模型包括决策依赖效用函数；通过对电动汽车的不确定性进行聚类分析构建电动汽车的不确定性场景模型；根据电动汽车用户模型和不确定性场景模型构建电动汽车停车场的二阶段规划模型，该二阶段规划模型包括停车场选址、定容、价格激励设计的上层规划和停车场运行调度的下层规划；以及分别采用预定算法对二阶段规划模型的上下两层规划进行求解，得到电动汽车停车场的最优规划方案。本发明专利技术还公开了对应的电动汽车停车场的规划装置和用于执行该方法的计算设备。

A Planning Method, Device and Computing Equipment for Electric Vehicle Parking

The invention discloses a planning method for electric vehicle parking lot, which is suitable for execution in computer equipment. The method includes: constructing a regret mechanism model, and constructing an electric vehicle user model based on decision uncertainty according to the regret mechanism model, the electric vehicle user model includes a decision-dependent utility function; clustering the uncertainty of electric vehicle; The uncertain scenario model of electric vehicle is analyzed and constructed; the two-stage planning model of electric vehicle parking lot is constructed according to the user model and uncertain scenario model of electric vehicle. The two-stage planning model includes upper-level planning of parking lot location, volume setting, price incentive design and lower-level planning of parking lot operation and scheduling; and the two-stage planning model is established by using predetermined algorithm respectively. The top and bottom two-level programming is solved to obtain the optimal planning scheme of electric vehicle parking lot. The invention also discloses a corresponding planning device for an electric vehicle parking lot and a computing device for executing the method.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车停车场的规划方法、装置和计算设备
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种电动汽车停车场的规划方法、装置和计算设备。
技术介绍
为了满足大规模电动汽车对电力系统的接入需求，大量的电动汽车充电设施也被规划在居民区、商场、以及高速公路沿线，不同类型的电动汽车都可以在不同的充电设施上进行充电。在电动汽车与大电网在充电桩上进行充放电的同时，电力充电需求影响了大电网的负荷时空分布，也为电力系统提供了大量的移动的储能。就像私人电动汽车可以在自家的慢充桩上充电，也可以在电动汽车的快充桩上进行充电，不同类型的充电设施可以满足不同类型的用户的充电需求，其中作为电动汽车集成商与用户进行交互最好的媒介，公共电动汽车停车场是最受关注的充电媒介之一。与主要用于紧急充电的快速充电站不同，公共电动汽车停车场因为它的停车功能，使得电动汽车在公共电动汽车停车场这里停留时间较长，也就给停在电动汽车停车场的汽车参与需求侧响应提供了可能，使之成为电动汽车与大电网交互的媒介。规划部署适当的公共充电设施，也就是通过智能电动汽车停车场对电动汽车接入电力系统进行控制是一个很好的方法。同时在现实世界中，大多数电动汽车是私有的，每个电动汽车用户可以用不同的方式为其电动汽车充电，用户是否愿意进入并长时间使用电动汽车停车场成为决定投资效率的一大关键因素。行为经济学的快速发展，使我们对电动汽车用户的行为选择有了更加贴切的描述方式。电动汽车的充电行为不仅仅取决于车主的个人偏好，还受到充电设施的地理条件和金钱补贴的影响。在实际研究中，由于智能停车场的投资决策和补贴政策都是决策变量，同时二者都会对电动汽车的充电行为意愿产生影响，所以电动汽车用户的参与意愿依赖于决策变量，所以不能用给定的概率分布表示，所以使用决策依赖不确定性建模，将用户的参与意愿的概率分布表示为之前的补贴和投资决策的函数，从而更加精确的刻画用户行为。不考虑用户意愿的规划和补贴政策制定结果很可能错误的估计智能停车场充电桩的利用率，从而导致非最优决策。因此考虑决策依赖不确定性的智能停车场规划研究具有现实意义。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种电动汽车停车场的规划、装置和计算设备，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电动汽车停车场的规划方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：按照反射-反应范式构建后悔度机制模型，并根据该后悔度机制模型构建基于决策依赖不确定性的电动汽车用户模型，所述电动汽车用户模型包括决策依赖效用函数；通过对电动汽车的不确定性进行聚类分析构建电动汽车的不确定性场景模型，所述不确定性场景模型包括在操作期间电动汽车停车场可能出现的所有状态；根据所述电动汽车用户模型和不确定性场景模型构建电动汽车停车场的二阶段规划模型，所述二阶段规划模型以配电网中电动汽车集成商获得最大利润为目标，其包括停车场选址、定容、价格激励设计的上层规划和停车场运行调度的下层规划；以及分别采用预定算法对所述二阶段规划模型的上层规划和下层规划进行求解，得到电动汽车停车场的最优规划方案。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，决策依赖效用函数包括：其中，Wy,i是电动汽车i在时间间隔y的收益，是电动汽车i在时间间隔y的报酬和补贴，是电动汽车i在时间间隔y的不便利成本，是电动汽车i在时间间隔y的电池充放电损耗成本。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，电动汽车的不确定性包括内生不确定性和外生不确定性，其中内生不确定性包括电动汽车参与因子、外生不确定性包括电动汽车的初始荷电状态、到达时间和离开时间。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，第一阶段的上层规划算法为遗传算法，第二阶段的下层规划算法为元对偶内点法。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，二阶段规划模型的上层目标函数为配电网中电动汽车集成商的利润FPL最大化，其计算公式为：其中，ΛOpe是年度运行收入，CInv是年度等效投资成本，是在节点b设置的电动汽车充电站数量，是表示电动汽车停车场是否在节点b建立的二进制变量，ΩS是场景集合，Y是一年的合同周期，ρy,s是在时间间隔y时场景s出现的概率，Λy,s是在时间间隔y时场景s的运行收入，kcp是充电桩的年值化算子，kld是土地的年值化算子，πcp是双向充电器投资成本。可选地，根据本专利技术的规划方法中，二阶段规划模型的上层约束条件为：其中，是在节点b设置的最大电动汽车充电站数量，Rewb是在节点b设置激励补贴价格，是在节点b设置的最大激励补贴价格。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，二阶段规划模型的下层目标函数为停车场运行收益最大化，决策变量包括电动汽车停车场的充放电功率和用户是否与电动汽车停车场签约的二进制变量。可选地，根据本专利技术的规划方法中，二阶段规划模型的下层目标函数为：其中，表示电动汽车停车场的运行收益，表示电动汽车停车场的运行花费，表示电动汽车停车场的合同定制费用，θ表示每一个运行周期中的天数，ΩI是用户集合，表示电动汽车停车场的放电功率，表示电动汽车的放电电价，r是运行时间间隔，表示电动汽车用户是否与s停车场签订价格激励合同的二进制变量，表示电动汽车的充电费用，πom表示电动汽车的日维护费用，表示电动汽车停车场的充电功率，表示实时电价，Rewb表示电动汽车停车场与电动汽车用户签订的激励费用。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，二阶段规划模型的下层约束条件包括最大充放电功率约束、充放电不能同时进行的约束、电动汽车荷电状态约束、满足电动汽车充电需求约束、电动汽车电池损耗约束、电动汽车可用二进制约束、电动汽车合同签订量约束、电动汽车可用量约束、电动汽车到达量约束和电动汽车离开量约束中的至少一种。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，最大充放电功率约束为：其中，γmax表示电动汽车充电桩的最大充放电功率，表示电动汽车停车场中的可调度电动汽车数量，t是一天的时间周期T中的时段。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，充放电不能同时进行的约束为：可选地，在根据本专利技术的规划方法中，电动汽车荷电状态约束为：其中，Ey,s,b,t表示当前阶段的电动汽车总荷电状态，Ey,s,b,t-1表示之前一个阶段的电动汽车总荷电状态，η表示充放电效率，表示电动汽车电池的能源容量，表示电动汽车到达时的荷电状态，表示电动汽车需要达到的荷电状态，表示电动汽车停车场中的到达电动汽车数量，表示电动汽车停车场中的离开电动汽车数量。可选地，在根据本专利技术的规划方法中，电动汽车电池损耗约束为：其中，πdg表示电动汽车的电池损耗费用，ψ表示电动汽车停车场电池损耗限制常量，表示常规模式下的额定充电功率。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电动汽车停车场的规划装置，适于驻留在计算设备中执行，所述装置包括：用户模型构建单元，适于按照反射-反应范式构建后悔度机制模型，并根据该后悔度机制模型构建基于决策依赖不确定性的电动汽车用户模型，电动汽车用户模型包括决策依赖效用函数；场景模型构建单元，适于通过对电动汽车的不确定性进行聚类分析构建电动汽车的不确定性场景模型，不确定性场景模型包括在操作期间电动汽车停车场可能出现的所有状态；规划模型构建单元，适于根据电动汽车用户模型和不确定性场景模型构建电动汽车停车场的二阶段规划模型，所述二阶段规划模型以配电网中电动汽车集成商获得最大利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车停车场的规划方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：按照反射‑反应范式构建后悔度机制模型，并根据该后悔度机制模型构建基于决策依赖不确定性的电动汽车用户模型，所述电动汽车用户模型包括决策依赖效用函数；通过对电动汽车的不确定性进行聚类分析构建电动汽车的不确定性场景模型，所述不确定性场景模型包括在操作期间电动汽车停车场可能出现的所有状态；根据所述电动汽车用户模型和不确定性场景模型构建电动汽车停车场的二阶段规划模型，所述二阶段规划模型以配电网中电动汽车集成商获得最大利润为目标，其包括停车场选址、定容、价格激励设计的上层规划和停车场运行调度的下层规划；以及分别采用预定算法对所述二阶段规划模型的上层规划和下层规划进行求解，得到电动汽车停车场的最优规划方案。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车停车场的规划方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：按照反射-反应范式构建后悔度机制模型，并根据该后悔度机制模型构建基于决策依赖不确定性的电动汽车用户模型，所述电动汽车用户模型包括决策依赖效用函数；通过对电动汽车的不确定性进行聚类分析构建电动汽车的不确定性场景模型，所述不确定性场景模型包括在操作期间电动汽车停车场可能出现的所有状态；根据所述电动汽车用户模型和不确定性场景模型构建电动汽车停车场的二阶段规划模型，所述二阶段规划模型以配电网中电动汽车集成商获得最大利润为目标，其包括停车场选址、定容、价格激励设计的上层规划和停车场运行调度的下层规划；以及分别采用预定算法对所述二阶段规划模型的上层规划和下层规划进行求解，得到电动汽车停车场的最优规划方案。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述决策依赖效用函数包括：其中，Wy,i是电动汽车i在时间间隔y的收益，是电动汽车i在时间间隔y的报酬和补贴，是电动汽车i在时间间隔y的不便利成本，是电动汽车i在时间间隔y的电池充放电损耗成本。3.如权利要求1所述的方法，其中，电动汽车的不确定性包括内生不确定性和外生不确定性，其中内生不确定性包括电动汽车用户的参与意愿因子、外生不确定性包括电动汽车的初始荷电状态、到达时间和离开时间。4.如权利要求1所述的方法，其中，第一阶段的上层规划算法为遗传算法，第二阶段的下层规划算法为元对偶内点法。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述二阶段规划模型的上层目标函数为配电网中电动汽车集成商的利润FPL最大化，其计算公式为：maxFPL＝ΛOpe-CInv其中，ΛOpe是年度运行收入，CInv是年度等效投资成本，是在节点b设置的电动汽车充电站数量，是表示电动汽车停车场是否在节点b建立的二进制变量，ΩB是系统中的候选节点，ΩS是场景集合，Y是合同周期，ρy,s是在时间间隔y时场景s出现的概率，Λy,s是在...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾博，刘裕，徐富强，卫璇，冯家欢，朱志伟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11