一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法技术方案

本发明专利技术公开了一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，包括下列步骤：步骤一、构建充电站年总利润目标函数用于计算其投资建设利润；步骤二、对所述充电站年总利润目标函数添加平衡约束条件，目标是让充电站年总利润最大化；步骤三、构建电动汽车用户年使用成本函数计算用户的使用成本；步骤四、对所述电动汽车用户年使用成本函数添加平衡约束条件，目标是让用户年使用成本最小化；步骤五、根据步骤二和步骤四构建的函数搭建双层规划模型，将双层优化模型转化为单层混合整数线性规划模型，直接用商业软件求解器求解最优解构成双层规划模型的博弈Nash均衡解。本发明专利技术在共享储能模式下，实现在优化充电站经济性的同时能够保障用户对充电站的使用需求。够保障用户对充电站的使用需求。够保障用户对充电站的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法


[0001]本专利技术属于新能源
，具体涉及一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法。

技术介绍

[0002]随着人们对能源和环境问题的关注度越来越高，电动汽车因其具有清洁环保、高效节能和低噪声等优点受到各国政府的支持和推广。电动汽车的大量投入使用，为提高电力市场能源和资源利用率提供了更广阔的空间。由于电动汽车具有单次行驶距离长，续航里程有限的特点。充电站运营商在规划建设时需要综合考虑优化配置站内充电基础设施，以免影响用户出行体验、造成资源浪费的同时额外增加成本，危及充电站的可靠及经济运行。因此，研究电动汽车充电站容量规划具有重要的理论意义和现实价值。
[0003]目前解决充电站容量规划问题多数采用启发式算法进行优化求解，但启发式算法存在易陷入局部最优点、进化后期收敛速度慢等缺点。并且在目前的研究中，电动汽车用户之间的容量需求是独立且互不影响。然而大规模电动汽车普及后，保障电动汽车可靠出行除了需要考虑充电设施之外，还应当考虑用户之间的需求购置策略影响，这样可以使得充电站的资源能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤一、充电站运营商作为主从博弈的领导者先进行决策，其决策问题是确定充电站内充电桩和储能的安装容量，构建充电站年总利润目标函数用于计算其投资建设利润；步骤二、对所述充电站年总利润目标函数添加平衡约束条件，并根据平衡约束条件对所述年总利润目标函数进行计算，获得对应的充电站年总利润，目标是让充电站年总利润最大化；步骤三、电动汽车用户作为主从博弈中的跟随者，其决策问题是基于充电站建设的容量选择购置电池容量，构建电动汽车用户年使用成本函数计算用户的使用成本；步骤四、对所述电动汽车用户年使用成本函数添加平衡约束条件，并根据平衡约束条件对所述电动汽车用户年使用成本函数进行计算，获得对应的用户年使用成本，目标是让用户年使用成本最小化；步骤五、根据步骤二和步骤四构建的函数搭建双层规划模型，对其下层模型构建拉格朗日函数，基于下层模型的KKT条件将下层模型转化为上层模型的约束条件，上层模型的解为下层模型的优化参数，再利用大M法将双层优化模型中的非线性项线性化，从而将双层优化模型转化为单层混合整数线性规划模型，将双层规划模型中上层充电站的目标函数线性化，直接用商业软件求解器求解最优解构成双层规划模型的博弈Nash均衡解。2.根据权利要求1所述的一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，其特征在于：所述步骤一具体包括：S1.1获取充电桩装机功率以及储能系统的装机功率和装机容量，并构建充电站年初始化投资建设成本函数与充电站年运行维护成本函数；S1.2获取每时刻的电费价格以及电动汽车用户的充电功率、每时刻充电站与电网签订的合同电价以及每时刻充电站与电网的合同电量、每时刻用户出售的盈余电量售出价格以及盈余电量售出功率，并构建充电站年收益函数；S1.3根据所述充电站年初始化投资建设成本函数、所述充电站年运行维护成本函数、所述充电站年收益函数构建充电站年总利润目标函数。3.根据权利要求2所述的一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：S2.1根据充电站每时刻的充放电功率和充放电状态构建储能设备充放电功率约束；S2.2根据电动汽车用户在每时刻的电量需求和充电桩的充放电状态构建系统运行约束；S2.3根据充电站每时刻荷电状态以及充放电功率构建储能设备荷电状态约束；S2.4根据充电桩装机功率、储能系统的装机功率和装机容量构建充电站设备容量建设约束；S2.5根据储能设备充放电功率约束、系统运行约束、储能设备荷电状态约束、充电站设备容量建设约束构建对充电站年总利润目标函数的功率平衡约束。4.根据权利要求1
‑
3中任一所述的一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，其特征在于：所述步骤三中，获取每时刻电费价格以及电动汽车用户的充电功率并构建电动汽车用户年使用成本函数。5.根据权利要求4所述的一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，其特
征在于：所述步骤四中，根据不同电动汽车用户的电池容量与电动汽车的最大充电功率构建电动汽车用户购置容量约束。6.根据权利要求5所述的一种共享储能模式下电动汽车充电系统容量规划方法，其特征在于：充电站年初始化投资建设成本函数应用如下公式：式中：为充电站年初始化投资建设成本；γ
cp
和γ
ess
为充电桩的资本回收系数以及储能单元资本贴现率；ξ
cp
、ξ
ess_p
和ξ
ess_e
为充电桩的单位投资成本以及储能系统的单位功率成本和单位容量成本，P
cp
、P
ess
和E
ess
为充电桩装机功率以及储能系统的装机功率和装机容量；充电站年运行维护成本函数应用如下公式：式中：为充电站年运行维护成本；C
cp
和C
ess
为充电桩及储能系统的运维成本；充电站年收益函数应用如下公式：式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春来，陈来军，梅生伟，杨立滨，马恒瑞，李正曦，司杨，周万鹏，陈晓弢，刘庭响，杜锡力，安娜，张海宁，李志青，
申请(专利权)人：青海大学国网青海省电力公司清洁能源发展研究院国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：