基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法技术

本发明专利技术提出一种基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法，包括输入电网和电动汽车参数，输入各网格差异性规划指标要求；根据电动汽车充电行为特性对充电负荷分区划分，基于蒙特卡洛法计算各分区电动汽车24小时并网数，计算电动汽车灵活性可调节范围与负荷需求；根据电动汽车负荷计算结果和网格化配电网现状，选择可选待建变电站、充电站和改造线路集合；建立混合整数线性规划模型，目标函数是电网侧和充电设施侧建设运维成本最小化，对所述模型进行优化求解；得到基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方案。该方法从时间尺度看，电动汽车的灵活性可实现削峰填谷效果；从空间尺度看，电动汽车的灵活调度可使配电网负荷空间分布更均匀。负荷空间分布更均匀。

【技术实现步骤摘要】
基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电设施布局
，尤其涉及一种基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车市场的蓬勃发展，预计2030年电动汽车销量达到数千万级别，如此大规模的电动汽车接入电网，且相较于其他负荷，电动汽车充电本身在时间上和空间上都具有极大的随机性和不确定性，会对配电网造成不可忽视的巨大影响。与此同时，电动汽车电池作为一种可移动的大规模小容量储能设备，在储能市场与技术研究中有着巨大的可挖掘潜力。因此，如何科学合理地布局规划充电桩，设计适合大规模电动汽车接入地配电网规划，一方面降低大规模电动汽车接入对电网带来的冲击，另一方面充分利用电动汽车电池的储能特性和充电行为的随机性，是满足电动汽车市场发展、社会用电需求和配电网布局规划设计的重要问题。
[0003]在电动汽车大规模发展情况下，无序充电将进一步扩大电网峰谷差水平，而有序充电则能够实现充电负荷的灵活调节，发挥电动汽车作为移动储能支撑电网运行优化的潜力。电动汽车充电设施规划受随机性特点影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、输入电网和电动汽车参数，包括配电网网格划分情况，变电站、线路的容量和分布，电动汽车规模；输入各网格差异性规划指标要求，即根据比较不同网格的负荷可靠性要求，确定各网格的线路负载率指标；步骤2、根据电动汽车充电行为特性对充电负荷进行分区划分，基于蒙特卡洛法，计算各分区的电动汽车24小时并网数，计算电动汽车灵活性可调节范围与负荷需求；步骤3、根据电动汽车负荷计算结果和网格化配电网现状，选择可选待建变电站、充电站和改造线路集合；确定各网格的充电站、变电站改造成本和线路扩容成本参数，所述参数包括建设固定成本、单位容量成本和线路单位长度扩容成本；确定各新建变电站配变最大容量，各新建充电站最大容量，改造线路扩容容量；步骤4、建立混合整数线性规划模型，目标函数是电网侧和充电设施侧建设运维成本最小化，对所述模型进行优化求解；步骤5、根据步骤4的结果，得到基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方案，包括充电设施选址定容结果，变电站选址定容结果和线路改造方案，电动汽车有序充电方案。2.根据权利要求1所述的基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法，其特征在于：所述步骤2中的基于蒙特卡洛法，计算各分区的电动汽车24小时并网数，计算电动汽车灵活性可调节范围与负荷需求具体包括以下步骤：步骤21、确定区域电动汽车并网和离网时间的概率分布，并抽取每辆车的并网和离网时间；计算电动汽车联网数，根据每辆车的联网时段，总加即可得到每小时的联网汽车数：首先根据各分区电动汽车的充电行为特性，确定电动汽车的并网和离网时间概率分布函数，如式(1
‑
1)并网和离网时间服从正态分布，抽取每辆车的并网时间和离网时间，1)并网和离网时间服从正态分布，抽取每辆车的并网时间和离网时间，式中，x为并网或离网时刻；μ
s
为并/离网时刻正态分布期望值；σ
s
为并/离网时刻正态分布标准差；为1行24列矩阵，表示24小时并网汽车数；N为汽车数量，T
s
为汽车并网时刻，T
e
为汽车离网时刻，N
i,t
为第i辆车在t时刻的联网状态，联网则计1，否则为0；式(1
‑
2)为计算电动汽车联网数，根据每辆车的联网时段，总加即可得到每小时的联网汽车数；步骤22、确定电动汽车的SOC的概率分布，并抽取每辆车的电池状态，计算需充电量，累计得到电动汽车集群总需求电量：Q
i
＝(1
‑
SOC)C
bat
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
3)
式(1
‑
3)表示电动汽车需求电量，根据剩余电池电量SOC计算充满电需充电量，式(1
‑
4)表示根据充电电量和充电功率计算充电时长，式中，Q
i
表示电动汽车电量需求，SOC表示电池状态，C
bat
表示电池额定容量，T
i
表示充电时长，η表示电池充电效率，P表示电动汽车充电功率；步骤23、累计所有车辆数据，得到24小时电动汽车联网数量，电动汽车充电负荷需求量：电动汽车联网数计算即公式(1
‑
2)，电动汽车负荷需求计算为公式(1
‑
5)，其中Q为总需求电量，即累计每辆车的需求电量得到；3.根据权利要求2所述的基于网格化规划的电动汽车充电设施优化布局方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程如下：构建目标函数：C
min
＝C
Y
(C
t
+C
r
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
‑
1)式(2
‑
1)表示总目标函数，式(2
‑
2)为全寿命周期折算公式；其中，C
min
代表总成本，包括建设成本C
t
和运维成本C
r
；基于设备全寿命周期原则，C
Y
为成本年度折算系数，r为年利率，n为设备生命周期年限；(1)建设成本C
t
＝C
g
+C
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2
‑
3)式(2
‑
3)表示建设成本，分为电网侧C
g
和充电设施侧C
c
；设决策变量为α
i
、β
i
、γ
i
，分别表示待改造线路0
‑
1变量，待选变电站0
‑
1变量，待选充电站0
‑
1变量；C
g
＝C<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寒冰，苏巧芝，许希龙，王延华，滕佳怡，刘华宇，李博，李杰，
申请(专利权)人：威海海源电力勘测设计有限公司，
类型：发明
国别省市：