【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，能够为利于配电网运行的充电桩的优化利用提供技术指导。
技术介绍
1、2022年底，我国新能源汽车保有量突破1310万辆。目前我国已建成世界规模最大的充电网络设施，但其配置速度仍滞后于新能源汽车发展的步伐。我国新能源汽车的车桩比从2015年的6.31一路降至2022年的2.51，但较“一车一桩”的目标还存在差距。
2、为解决充电设施的供需不平衡问题，一方面可继续扩大充电设施的建设，但受配电网改造、投资成本、城市规划等因素影响，十分不易；另一方面，私桩可通过申请接入充电网络进行共享，私人充电设施普遍长时间闲置、利用率较低，私桩共享通过错开充电，可弥补现有充电设施不平衡导致的供应缺口。但现有充电桩运营商搭建的充电桩共享平台仅提供充电桩信息查询、预约服务功能；充电用户受出行习惯与交通流通影响，可能集中于部分桩充电，造成排队充电以及部分桩闲置两种现象发生，严重打击部分桩主参与共享的积极性，实践过程中，私桩共享的参与度较低，仅有约6％的私桩愿意共享。
3、私人充电桩共享给配电网运行与控制带来了挑战与机遇，同时私人充电设施可划为柔性资源范畴，大量柔性资源并网有利于维护配电网安稳运行；配电网直接或间接利用共享充电设施引导电动汽车有序充电，能够缓解了充电负荷大规模并网对配电网的消极影响。如可通过协调充电桩控制电压设定值以提升低压配电网整体电压质量。考虑时空特性制定充电桩充电功率优化策略，可有效减小系统负荷峰谷差、电压偏差以及网损。利用变压器负载变化有序控制充电桩
技术实现思路
1、针对配电网侧集中式调控、多主体协同调控等角度，本专利技术形成系统性的充电设施共享策略及其与配电网协同运行的理论与方法，提出一种多时段的双层决策模型，上层决策可控电动汽车的充电的时间和功率，下层决策可控和不可控电动汽车的充电位置。
2、同时，引入差分思想和辅助数组将充电时间连续非线性约束重构为线性约束，并通过广义benders分解算法的主子问题实现功率和时间变量的耦合约束松弛，同时结合gurobi求解器求解双层模型，分析所提决策模型对提高配网运行电压质量等的影响。
3、本专利技术一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法所采用的技术方案包括以下步骤：
4、步骤1、以充电桩共享充电时间与功率为决策变量，计及电动汽车用户充电功率约束和电动汽车充电时间连续约束，从而基于峰谷方差最优目标建立共享车桩的上层共享模型；
5、步骤2、以电动汽车充电地点为决策变量，考虑电动汽车充电需求和配网基础用电负荷的数据，以降低网损为最优目标建立共享车桩的下层共享模型；
6、步骤3、选取系统网损、日最大峰谷差、节点电压偏移极值、日电压偏移量累计值及变压器负载率这五个指标，评估充电桩共享策略对电网运行的影响。
7、本专利技术进一步包括以下具体方案：
8、在步骤1中，所述上层共享模型的目标函数如下：
9、上层共享模型以降低各时段负荷峰谷方差为调控目标，决策量为充电桩共享时间区间与功率大小；目标函数如下：
10、
11、式中：fupper表示电动汽车负荷接入配网后的负荷方差；表示第t时段配网总负荷；pav表示整个调度周期内的平均负荷；t表示调度周期的时间。
12、
13、式中：pdt表示基础负荷；为t时段节点j的基础负荷；n表示参与共享的电动汽车用户数量；pc表示电动汽车的充电功率；表示第k辆电动汽车在时刻t的充电功率大小；pd表示配网总负荷。
14、
15、在步骤1中，所述电动汽车用户充电功率约束如下：
16、t∈[1,t]，电动汽车用户需满足的充电功率电池soc、充电时间三者关系约束以及取值限值约束如下：
17、
18、式中：为第k个电动汽车用户充电功率的上、下限，0-1整数变量表示第k辆电动汽车第t时刻的充电状态，状态标记为1表示充电状态，状态标记为0表示不充电状态。
19、
20、式中：tarr,k、tle,k分别为第k个电动汽车用户到达共享充电桩的时间和离开时间，ηev为充电效率，sock,t为电动汽车在t时刻的荷电状态，qe,k为电池容量。
21、socmin,k≤sock,t≤socmax,k；
22、
23、式中：socmin,k、socmax,k为sock,t的上、下限。
24、在步骤1中，所述电动汽车用户充电时间连续的约束如下：
25、为满足充电状态连续、时长弹性可变条件下，充电时段[tsta,k,tend,k]内的充电状态标记必须全为1、非充电时段的均为0。同时，有别于不可控电动汽车，可控电动汽车的充电开始时刻tsta,k、结束时刻tend,k均可在共享时段[tarr,k,tle,k]内灵活变动。但为避免频繁充停，充电时间状态要求满足如下连续约束：
26、
27、
28、
29、
30、在步骤1中，所述电动汽车用户充电时间连续的约束为非凸非线性约束，引入差分思想重构式时间约束为线性约束，如下：
31、定义差分变量为第k个电动汽车用户t、t-1两个相邻时刻充电状态标记之差，为整数变量，全部构成差分数组，如下：
32、
33、式中：值等于差分数组的前t项的和，即充电状态标记等于差分数组的前缀和，如下：
34、
35、在步骤1中，所述引入差分思想的电动汽车用户充电时间约束充电状况只能取0和1，结合实际应用情况，满足连续充电约束的取值仅包含两种情形如下：
36、情形一：且tsta,k＜tend,k，满足其他差分变量均等于0；此时充电状态标记在[tsta,k,tend,k]时间段内连续等于1。情形一符合电动汽车连续充电要求。
37、情形二：满足其他差分变量均取0；此时充电状态标记从tsta,k到t时刻连续等于1。情形二也符合电动汽车连续充电要求。
38、此外，还有一种情形是前一天第t时段为充电状态，本调度周期内延续充电，即取值为1，也为1，此时与情形1相同。
39、根据取值的情形，推导出差分数组约束，如下：
40、
41、
42、引入辅助数组对绝对值项进行线性化，均为0-1整数变量，辅助数组定义如下：
43、
44、与辅助数组之间的数学关系如下：
45、
46、差分数组约束等价为如下线性约束，其中z表示整数集：
47、
48、
49、
50、
51、综上，以充电桩共享充电时间与功率为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
3.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
4.根据权利要求书3所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
5.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
6.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
7.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
8.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
3.根据权利要求书1所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
4.根据权利要求书3所述的一种配电网侧主导的电动汽车充电桩优化利用方法，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：江舜宇，王秀茹，庞吉年，徐庆，张济凡，朱宏基，韩少华，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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