一种充电站选址定容方法技术

本发明专利技术涉及一种充电站选址定容方法，包括以下步骤：S1、确定规划区域待建充电站的数量m的取值范围[N

A method of location and capacity determination of charging station

【技术实现步骤摘要】
一种充电站选址定容方法
本专利技术涉及配电网
，具体涉及一种充电站选址定容方法。
技术介绍
目前在充电站的选址定容研究中采用Floyd算法的不多，大多数研究以交通节点到充电站的欧式距离作为交通节点到充电站的距离，少数采用了Floyd算法的研究把交通节点当成候选站址，计算交通网路节点之间的最短距离，在满足相关约束的基础上，采用优化算法进行选址规划。目前的充电站选址研究存在以下缺点：1、大多数研究未考虑候选站址的选址的实际情况，在计算不同充电需求点距离和充电需求点到待选充电站的距离时简单采用欧氏距离或者在欧式距离的基础上增加一个非直线系数，少数采用了Floyd算法的研究简单把交通节点当成候选站址，从交通节点中选出一定数量的节点作为充电站规划站址，这样得出的充电站的选址和定容方案不够合理；2、大多数研究在充电站的规划过程中并未考虑充电站建设对配电网的影响，少数有考虑的研究也只是简单考虑配电网的相关约束条件，并未把配电网的相关成本计入总成本考虑范围。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所存在的充电站选址定容方案不合理以及成本考虑范围欠周全的问题，提供了一种充电站选址定容方法，整体方案更加细化，更加合理，更符合实际。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种充电站选址定容方法，包括以下步骤：S1：确定规划区域待建充电站的数量m的取值范围[Nmin，Nmax]；S2：利用Floyd最短路径算法产生规划区域各个充电需求点之间的最短距离集合；S3：随机生成多组m个初始站址；S4：利用Floyd最短路径算法计算交通节点到充电站的距离，对交通节点进行充电站归属划分，确定各个充电站的充电需求和充电桩配置；S5：分别把多组站址方案中的充电站分别接入距离其最近的配网节点，检查配网节点电压是否超过约束条件；S6：计算接入配网节点进行潮流计算后电压符合约束条件的方案的总成本C；S7：利用PSO算法计算总成本的个体最优值pbestcost和全局最优值gbestcost，若站址对应的总成本C比其对应的历史个体最优值pbestcost小，则用该总成本替代pbestcost，该充电站选址方案替代pbest，若所有方案中最低的总成本C比gbestcost小，则用该总成本C替代gbestcost，对应的充电站方案作为gbest；S8：更新PSO算法的粒子位置与粒子速度，进行迭代；S9：若迭代未完成，则继续进行步骤S3-S8，若迭代完成，则输出全局最优成本gbestcost及其对应的充电站方案gbest。本专利技术的充电站选址定容方法通过改进PSO算法来迭代产生最优站址，以交通节点到离充电站最近的交通节点的最短距离加上该离充电站最近的交通节点到充电站的欧式距离来作为交通节点到其归属充电站的实际距离，克服了其他专利技术中采用欧式距离或者乘以非直线系数等方法来计算距离而引起的误差，使得充电站规划结果更加合理，更符合实际；除此之外，在充电站规划的过程中引入充电站接入配网节点的网损成本和充电站到配网节点的线路成本，不仅把优化问题深化为多目标优化问题，并且把配网方面相关成本细化，使得规划目标更加合理，克服了其他专利技术中考虑单或较少方面利益的弊端。进一步的，在步骤S1中，Nmin和Nmax的值分别为：其中，Nmin为充电站的数量最小值，Nmax为充电站的数量最大值，Q为规划区域的充电总需求，Smin为充电站的最小容量限制，Smax为充电站的最大容量限制，利用规划区域的总充电需求及充电站的最小容量限制和最大容量限制来预估充电站的数量范围，结果更加合理。进一步的，总成本最小值的计算公式为：其中，C为充电站的总成本，N为充电站的数量，C1i为充电站i的年建设成本，C2i为充电站i的运维成本，C3i为充电站i服务范围内的电动汽车用户的出行成本，C4为电网的网损成本，总成本的计算更加细化，使整个方案更加合理，更加符合实际。进一步的，充电站i的年建设成本为：其中，C1i为充电站i的年建设成本，ei为充电站i的变压器数量，a为变压器单价，mi为充电站i的充电机数量，b为充电机的单价，c1为配电网线路的单位造价，li为充电站i接入配网节点的线路长度，ωi为基建成本，r0为贴现率，z为运营年数，方案计算更加合理。进一步的，充电站i的运维成本为：C2i＝(eia+mib+licl+ωi)η其中，C2i为充电站i的运维成本，η为缩小比例因子，方案计算更加科学，更加合理。进一步的，电动汽车用户出行成本为：dc＝Dbj+sqrt((xi-xj)2+(yi-yj)2)其中，C3i为充电站i服务范围内的电动汽车用户的出行成本，niev为充电站i服务范围内需要充电的电动汽车数量，b为第c辆电动汽车所在的交通节点，i为电动汽车归属的充电站，j为距离充电站i最近的交通节点，dc为第c辆电动汽车距离充电站的距离，gk为电动汽车每单位电量的行驶距离，p为电动汽车的充电电价，考虑更加周全，方案更加合理。进一步的，电网的网损成本为：其中，C4为配电网的网损成本，Sloss2(t)为因充电站接入而引起的有功网损，Sloss1(t)为电动汽车充电站接入前原配网系统的有功网损，p为单位电价，计算更为细化，方案更加合理。进一步的，充电站的充电桩数量具有一个数量约束值，其数量约束值为：其中，mi为充电站i的充电桩数量，pm为单个充电桩的充电功率，Si为充电站i服务范围内的充电需求，Slim为充电站i连接的配网节点的功率上限，单个充电站的容量应该限制在合理范围，充电站的充电桩容量应该满足其服务范围内的所有充电需求，但是不能超过其连接的配电节点的供电能力，能够更好地保障使用的安全性。进一步的，充电站接入配网节点的充电功率具有一个功率约束值，其功率约束值为：Pil+Pl≤Plmax其中，Pil为充电站i接入到配网节点l的充电功率，Pl为配网节点l处的负荷，Plmax为配网节点l所能允许的最大接入功率，保障使用的安全性。进一步的，配网节点的电压值具有一个电压约束值，其电压约束值为：0.95<Vj<1.05其中，Vj是配网负荷节点j的电压约束值，该电压约束值为标幺值，防止电压过高影响运行，安全性更高。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：在充电站选址定容时引入Floyd最短路径算法，并重新定义充电站到充电需求点的距离，以交通节点到离充电站最近的交通节点的最短距离加上该离充电站最近的交通节点到充电站的欧式距离来作为交通节点到其归属充电站的实际距离，使得模型的计算结果符合现实的路网状况，更具有现实意义；在选址定容的每次迭代过程中引入配网潮流计算环节，并在保证充电站规划结果满足配电网安全要求的前提下，在总成本中计入充电站接入配电节点的网损成本和充电站到配电网接入节点的线路成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电站选址定容方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：确定规划区域待建充电站的数量m的取值范围[N

【技术特征摘要】
1.一种充电站选址定容方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定规划区域待建充电站的数量m的取值范围[Nmin，Nmax]；
S2：利用Floyd最短路径算法产生规划区域各个充电需求点之间的最短距离集合；
S3：随机生成多组m个初始站址；
S4：利用Floyd最短路径算法计算交通节点到充电站的距离，对交通节点进行充电站归属划分，确定各个充电站的充电需求和充电桩配置；
S5：分别把多组站址方案中的充电站分别接入距离其最近的配网节点，检查配网节点电压是否超过约束条件；
S6：计算接入配网节点进行潮流计算后电压符合约束条件的方案的总成本C；
S7：利用PSO算法计算总成本的个体最优值pbestcost和全局最优值gbestcost，若站址对应的总成本C比其对应的历史个体最优值pbestcost小，则用该总成本替代pbestcost，该充电站选址方案替代pbest，若所有方案中最低的总成本C比gbestcost小，则用该总成本C替代gbestcost，对应的充电站方案作为gbest；
S8：更新PSO算法的粒子位置与粒子速度，进行迭代；
S9：若迭代未完成，则继续进行步骤S3-S8，若迭代完成，则输出全局最优成本gbestcost及其对应的充电站方案gbest。


2.根据权利要求1所述的充电站选址定容方法，其特征在于，在步骤S1中，Nmin和Nmax的值分别为：






其中，Nmin为充电站的数量最小值，Nmax为充电站的数量最大值，Q为规划区域的充电总需求，Smin为充电站的最小容量限制，Smax为充电站的最大容量限制。


3.根据权利要求2所述的充电站选址定容方法，其特征在于，总成本最小值的计算公式为：



其中，C为充电站的总成本，N为充电站的数量，C1i为充电站i的年建设成本，C2i为充电站i的运维成本，C3i为充电站i服务范围内的电动汽车用户的出行成本，C4为电网的网损成本。


4.根据权利要求3所述的充电站选址定容方法，其特征在于，充电站i的年建设成本为：



其中，C1i为充电站i的年建设成本，ei为充电站i的变压器数量，a为变压器单价，mi为充电站i...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清玲，洪彬倬，阳细斌，陈晓东，刘建芳，冯开达，朱名权，林清华，武小梅，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司阳江供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44