一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法技术

本发明专利技术提出了一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，属于于电力系统运行控制技术领域，包括如下步骤：步骤1：建立配电网承载力约束量化模型；步骤2：以电动汽车负荷综合充电成本最小化为目标，设定约束条件，建立电动汽车有序充电策略优化模型；步骤3：基于配电网承载力约束量化模型，求解电动汽车有序充电策略优化模型，并进行评价。该方法通过价格信号的引导和控制措施的干预，实现电动汽车充电负荷在时空上的平移，挖掘配电网的承载力空间，提高配电设备利用率，延缓配网投资改造周期，避免因尖峰时刻负荷过大，造成配电设备重载或过载。配电设备重载或过载。配电设备重载或过载。

【技术实现步骤摘要】
一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法


[0001]本专利技术涉及于电力系统运行控制
，具体是一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的大规模推广应用，电动汽车充电桩已经成为配电网中重要电力负荷。一方面，电动汽车作为在能源消费领域实施电能替代的技术载体，在节能减排、消纳分布式清洁能源发电方面具有显著的优势和规模化效应。另一方面，电动汽车充电负荷的急剧增长，也给配电网的供电承载能力提出了更高的要求，一些地区的配电网承载力难以满足尖峰时段电动汽车充电负荷的用电需求。而配电网线路、变压器等关键设备扩容改造成本大、时间周期长，且如果一味地通过扩容来满足尖峰时段充电负荷的用电需求，势必造成配电网设备利用率下降。

技术实现思路

[0003]本专利技术设计一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，通过价格信号的引导和控制措施的干预，实现电动汽车充电负荷在时空上的平移，挖掘配电网的承载力空间，提高配电设备利用率，延缓配网投资改造周期，避免因尖峰时刻负荷过大，造成配电设备重载或过载。
[0004]一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1：建立配电网承载力约束量化模型；
[0006]步骤2：以电动汽车负荷综合充电成本最小化为目标，设定约束条件，建立电动汽车有序充电策略优化模型；
[0007]步骤3：基于配电网承载力约束量化模型，求解电动汽车有序充电策略优化模型，并进行评价。
[0008]进一步的，步骤1基于电动汽车充电负荷供电区域内母线电压、线路电流、变压器运行容量的限值，量化描述配电网的承载力约束，具体如下所示：
[0009]U
i,min
≤U
i
≤U
i,max
,i＝1
…
N(1)
[0010]I
j
≤I
j,max
,j＝1
…
M(2)
[0011]S
k
≤S
k,max
,k＝1
…
K(3)
[0012]上式中，U
i
为节点i的母线电压；U
i,min
为节点i的母线电压下限；U
i,max
为节点i的母线电压上限；N为节点数目；I
j
为线路j的电流；I
j,max
为线路j的电流限值；M为线路数目；S
k
为变压器k的运行容量；S
k,max
为变压器k的运行容量限值，K表示变压器数目。
[0013]进一步的，步骤2以电动汽车负荷综合充电成本最小化为目标，基于分时价格信号，设定目标函数为：
[0014][0015]上式中，minf表示电动汽车负荷综合充电成本最小值，t表示时刻，T为优化周期；V为充电桩数目；C
tou
为分时电价信号；P
v
为第v个充电桩的充电功率；P
L
为目标区域内常规负荷有功功率；Δt为单位时段时长；C
ps
为单位电量的惩罚成本；E
v
为优化周期内受承载力限制未能满足的充电电量需求。
[0016]进一步的，步骤2约束条件包括配电网承载力约束，配电网承载力约束以承载力裕度η表示，
[0017][0018][0019]η
j
(t)≥η
j,min
,j＝1
…
M(8)
[0020]η
k
(t)≥η
k,min
,k＝1
…
K(9)
[0021]上式中，η
j
为第j条线路的承载力裕度；η
j,min
为第j条线路的承载力裕度限值；η
k
为第k台变压器的承载力裕度；η
k,min
为第k台变压器的承载力裕度限值。
[0022]进一步，步骤2约束条件包括充电桩容量约束，具体为：
[0023]0≤P
v
(t)≤P
v,rate
(10)
[0024]上式中，P
v,rate
为第v个充电桩的额定充电容量。
[0025]进一步的，步骤2约束条件还包括充电负荷约束，具体为：
[0026][0027]上式中，P
v0
为第v个充电桩的初始充电需求；E
v
为优化周期内受承载力限制未能满足的充电电量需求。
[0028]优选的，步骤3采用遗传算法求解电动汽车有序充电策略。
[0029]具体的，遗传算法求解电动汽车有序充电策略包括如下步骤：
[0030]步骤3.1A：在搜索空间上定义适应度函数AF＝
‑
minf，电动汽车负荷综合充电成本越小，适应度函数值越大；给定种群规模N1，交叉率Pc和变异率Pm，遗传代数T1；
[0031]步骤3.2A：以二进制编码的染色体s表示电动汽车时序充电负荷P
v
(t)t＝1,...T，随机产生N2个染色体个体s1,s2,
…
,sN2，组成初始种群S＝{s1,s2,
…
,sN2}，置代数计数器t＝1；
[0032]步骤3.3A：计算S中每个染色体个体的适应度AF；
[0033]步骤3.4A：若终止条件满足，则选取S中适应度最大的染色体个体；
[0034]步骤3.5A：按选择概率P(xi)所决定的选中机会，每次从S中随机选定1个个体并将其染色体复制，然后将复制所得的染色体组成群体S1；
[0035]步骤3.6A：按交叉率Pc所决定的参加交叉的染色体数c，从S1中随机确定c个染色体，配对进行交叉操作，并用产生的新染色体代替原染色体，得群体S2；
[0036]步骤3.7A：按变异率Pm所决定的变异次数m，从S2中随机确定m个染色体，分别进行变异操作，并用产生的新染色体代替原染色体，得群体S3；
[0037]步骤3.8A：将群体S3作为新一代种群，即用S3代替S，t＝t+1，转步骤3.3A。
[0038]作为替代的，步骤3还可以采用神经网络求解电动汽车有序充电策略。
[0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0040]本专利技术提出一种计及配电网承载力的电动汽车有序充电策略优化方法，通过价格信号的引导和控制措施的干预，实现电动汽车充电负荷在时空上的平移，挖掘配电网的承载力空间，提高配电设备利用率，延缓配网投资改造周期，避免因尖峰时刻负荷过大，造成配电设备重载或过载。
[0041]1、本专利技术通过基于配电网线路、变压器等运行条件限值的建模，量化描述了电动汽车充电负荷接入下配电网承载力的约束。
[0042]2、本专利技术建立了电动汽车有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立配电网承载力约束量化模型；步骤2：以电动汽车负荷综合充电成本最小化为目标，设定约束条件，建立电动汽车有序充电策略优化模型；步骤3：基于配电网承载力约束量化模型，求解电动汽车有序充电策略优化模型，并进行评价。2.根据权利要求1所述的一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，其特征在于：步骤1基于电动汽车充电负荷供电区域内母线电压、线路电流、变压器运行容量的限值，量化描述配电网的承载力约束，具体如下所示：U
i,min
≤U
i
≤U
i,max
,i＝1
…
N(1)I
j
≤I
j,max
,j＝1
…
M(2)S
k
≤S
k,max
,k＝1
…
K(3)上式中，U
i
为节点i的母线电压；U
i,min
为节点i的母线电压下限；U
i,max
为节点i的母线电压上限；N为节点数目；I
j
为线路j的电流；I
j,max
为线路j的电流限值；M为线路数目；S
k
为变压器k的运行容量；S
k,max
为变压器k的运行容量限值，K表示变压器数目。3.根据权利要求1所述的一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，其特征在于，步骤2以电动汽车负荷综合充电成本最小化为目标，基于分时价格信号，设定目标函数为：上式中，minf表示电动汽车负荷综合充电成本最小值，t表示时刻，T为优化周期；V为充电桩数目；C
tou
为分时电价信号；P
v
为第v个充电桩的充电功率；P
L
为目标区域内常规负荷有功功率；Δt为单位时段时长；C
ps
为单位电量的惩罚成本；E
v
为优化周期内受承载力限制未能满足的充电电量需求。4.根据权利要求3所述的一种计及配电网承载力约束的电动汽车有序充电策略优化方法，其特征在于，步骤2约束条件包括配电网承载力约束，配电网承载力约束以承载力裕度η表示，表示，η
j
(t)≥η
j,min
,j＝1
…
M(8)η
k
(t)≥η
k,min
,k＝1
…
K(9)上式中，η
j
为第j条线路的承载力裕度；η
j,min
为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨钊，车彬，陈宝生，齐彩娟，靳盘龙，张玮琪，韦冬妮，张泽龙，杨燕，纪强，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：