基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法技术

本发明专利技术提出了一种基于AHP‑熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，首先提出指标评价体系，评价指标包括效率、可靠性、输出、储能四个方面；根据储能充电站运行状态对配电网、充电桩可靠性、储能电池使用寿命、电动汽车动力电池使用安全性四方面的影响，确立评价指标的重要程度；其次根据AHP‑熵权修正法确定出各个指标的权重值，建立权重矩阵；再次将建立的权重矩阵与基于模糊评分理论得出的指标评分结合，形成了最终的评价方法。本发明专利技术可降低主观因素对于评价过程的影响，并兼顾储能充电站与传统类型充电站相区别的储能模块；层次分析过程中反映了储能电池荷电状态对于充电站运行状态的影响，提高了方法的全面性和客观性。

【技术实现步骤摘要】
基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法
本专利技术涉及充电站运行状态识别及运行状态评价方法的
，尤其涉及一种配置了储能电池系统的快速充电站的运行状态评价方法。
技术介绍
电动汽车因其节能环保等特性，受到国家政策层面的大幅度倾斜，其保有量也在近几年保持高速增长。储能充电站作为配套设施，其运行状态对于指导运维部门合理有序安排充放电行为具有重要意义。目前，国内外对于充电设施状态评价已取得一些成果，但多集中于传统形式的充电设施，对于充放储一体化站还缺乏研究。有学者运用DS/G2法将用户对充电站的服务评价和充电站实际运行状态进行证据融合，然后利用证据冲突将各用户评价值综合，最后基于D/S理论得到最终的评价结果。还有学者从充电站供电可靠性、充电效率、电能质量、运行状态及为配电网提供辅助服务等5个层面出发，构建充电站运行状态评价体系，将指标进行规范化处理，得出各指标的权重从而得到充电站综合能效评价结果。现有充电站综合评价方法主要从主观赋权角度确定指标体系的权重，但这会造成评价结果偏离实际，且未考虑对新型储能式充电站内储能电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤S1：提出指标评价体系，评价指标包括效率、可靠性、输出、储能四个方面；根据储能充电站运行状态对配电网、充电桩可靠性、储能电池使用寿命、电动汽车动力电池使用安全性四方面的影响，确立评价指标的重要程度，/n步骤S2：根据AHP-熵权修正法确定出各个指标的权重值，建立权重矩阵；/n步骤S3：将步骤S2建立的权重矩阵与基于模糊评分理论得出的指标评分结合，形成了最终的评价方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：提出指标评价体系，评价指标包括效率、可靠性、输出、储能四个方面；根据储能充电站运行状态对配电网、充电桩可靠性、储能电池使用寿命、电动汽车动力电池使用安全性四方面的影响，确立评价指标的重要程度，
步骤S2：根据AHP-熵权修正法确定出各个指标的权重值，建立权重矩阵；
步骤S3：将步骤S2建立的权重矩阵与基于模糊评分理论得出的指标评分结合，形成了最终的评价方法。


2.根据权利要求1所述的基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：上述步骤S1中的效率指标为：
充电站的充电效率是站内所有充电桩实际输出电量与输入电量之间的比值；充电效率的计算公式为：



充电桩的功率因数与其负荷特性关系密切，是衡量充电桩充电效率的一个关键参数；当前的快速充电装置大多为直流充电桩，当功率因数偏低时，需要进行无功功率补偿，以使得功率因数值达到要求；计算负荷达到50％时的功率因数：



单桩输出电量是采样期内所有充电桩输出电量与充电桩总数的比值；计算公式为：



其中，Eout表示所有充电桩实际输出电量，Ein表示输入所有充电桩的总电量，P表示有功功率，S表示视在功率，Esam表示采样期内所有充电桩的输出电量，Nz表示充电桩总数。


3.根据权利要求1所述的基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：上述步骤S1中的可靠性指标为：
平均无故障时间是指在一次故障发生之后，下一次故障发生之前，充电站正常运行的总时间；其数值为采样期内充电站正常运行的总时间与发生故障次数的比值；计算公式为：



平均故障修复时间是指采样期内故障修复的总时间与故障次数的比值；计算公式为：



充电桩可利用率是指充电桩正常运行时间与采样总时间的比值；计算公式为：



其中，Tz表示充电站正常运行的总时间；G表示充电站发生故障的总次数，Ti表示第i次故障发生时修复的时间。


4.根据权利要求1所述的基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：上述步骤S1中的输出指标为：
在电流恒定状态下，充电桩的输出电流应为额定电流值的20％～100％，当设定的输出电流值超过30A，其误差应整定在±1％范围内；输出电流计算公式为：



被测充电机在一定工况下运行时，其输出纹波有效值系数不应超过±0.5％，纹波峰值系数不应超过±1％；
其中，IS为输入交流电压为额定值且充电电压在规定范围内的充电电流测量值；IS0为充电电流的设定值。


5.根据权利要求1所述的基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：上述步骤S1中的储能指标为：
实时剩余电量是指电池实时剩余荷电量与初始标定荷电量的比值，其计算公式为：



电池健康状态是指当前电池满充后荷电量与初始标定荷电量的比值，其计算公式为：



其中，Cs表示实时剩余荷电量，Cz表示初始标定荷电量，Cm表示当前电池满充后的荷电量。


6.根据权利要求1所述的基于AHP-熵权法的储能式充电站运行状态评价方法，其特征在于：上述步骤S2中根据AHP-熵权修正法确定出各个指标的权重值，建立权重矩阵，具体过程为：
将上述评价指标依次定义为目标层、准则层、方案层；其次，根据两两指标间的重要程度构建判断矩阵，结合运行维护的实际参数和相关行业标准，确定出各指标的重要程度；将配电网、充电桩可靠性、储能电池使用寿命、动力电池使用安全性的受影响程度记为B、C、D、E，令B∶C∶D∶E＝0.3∶0.3∶0.2∶0.2，同时满足B+C+D+E＝1；
1)：配电网受影响程度：
储能充电站的运行状态会对配电网的承载能力指标造成影响，所示承载能力指标包括无功配置成本、线路及设施电能损耗、电压合格率、线路安全性、瞬时负载率，将储能充电站的运行状态对配电网承载能力的影响记为1，则配电网各项指标的受影响程度之比为a1∶b1∶c1∶d1∶e1，且满足a1+b1+c1+d1+e1＝1；假设各指标的受影响程度一致，得到列表1：
表1配电网承载能力指标与储能充电站评价指标对应关系






2)充电桩可靠性受影响程度：
充电桩运行过程中，要求能够对工况进行保护动作，所述工况包括输入过电压、过电流和输出过电压、过电流及过温，将储能充电站的运行状态对充电桩的效率品质、安全品质、输出品质的影响记为1，则充电站可靠性各项指标的受影响程度之比为a2∶b2∶c2，且满足a2+b2+c2＝1，假设各指标的受影响程度一致，得到列表2：
表2充电桩可靠性指标与储能充电站评价指标对应关系



3)储能电池使用寿命受影响程度：
将储能电池充电过程中的输入电压、输入电流、输入功率、剩余可用次数作为影响其寿命的指标，则储能电池使用寿命各项指标的受影响程度之比为a3∶b3∶c3∶d3，且满足a3+b3+c3+d3＝1，假设各指标的受影响程度一致，得到列表3：
表3储能电池使用寿命指标与储能充电站评价指标对应关系

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【专利技术属性】
技术研发人员：朱群波，郝思鹏，张怡，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32