【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统规划领域，具体涉及一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法。
技术介绍
1、截至2022年，全球新能源汽车销量达到了1050万辆，同比增长了55％。然而，由于电池技术的限制，电动汽车的行驶里程和充电速度仍无法与传统汽车相媲美。这导致用户在使用电动汽车时仍然面临着里程焦虑的问题，需要更完善的充电基础设施来缓解这一问题。
2、在现有技术中，快充站被认为是一种能够满足电动汽车快速充电需求的关键设施。快充站充电速度快、共享利用率高，尤其在人员密集、充电服务需求大的城市地区具有重要作用。然而，目前的充电站规划往往忽略了用户路径选择的复杂性，仅基于最短路径进行充电需求分析，无法真实反映用户在实际交通网络中的路径选择行为。而能够有效考虑多条路径对充电负荷分布的影响的方法又往往会使模型过于复杂，求解耗时过长。
3、此外，大量电动汽车的充电需求对电网也带来了新的挑战。为了满足不断增长的充电负荷并保证供电可靠性，需要进行充电站和配电网的协同规划。然而，现有的规划模型往往只考虑了常规充电站，而忽略了快速充电站功率增大和充电需求增加带来的尖峰负荷问题。
4、综上所述，现有方法仍有以下缺陷和不足：在进行充电站规划问题时，无法考虑用户选择路径的多样性且往往只考虑了充电站的规划而忽略了快速充电站功率增大和充电需求增加带来的尖峰负荷问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有的充电站和配电网的协同规划模型的不足，提供了一种考虑储能设施的快速充电站与
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，包括：
4、首先，根据用户基于k最短路的充电需求对充电站的规划及运行进行分析；其次，基于交通网及电网约束建立考虑快充站及配电网的协同规划框架；再次，引入储能设施对快充站的影响、繁忙期对储能设施配置的影响，综合构建快充站与配电网的协同规划模型；最后，求解协同规划模型，得到最优的考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方案。
5、本专利技术进一步的改进在于，该方法具体包括如下步骤：
6、步骤一：对交通网建模并输入交通网络信息并建立k最短路模型以反应大量出行者整体的路径选择；
7、步骤二：基于计算的用户出行的k最短路，建立快充站的规划和运行约束；
8、步骤三：在快充站的规划和运行约束的基础上，考虑配电网运行约束，以包含投资和运行费用的总成本最低为目标，建立充电站和配电网协同规划模型；
9、步骤四：充电站和配电网协同规划模型，考虑储能设施及繁忙期影响，建立考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法。
10、本专利技术进一步的改进在于，步骤一中，城市交通网的基本组成要素是道路和节点；将起点为i，终点为j的路段记为a(i,j)，其长度为dij；路网拓扑结构采用|n|×|n|维的邻接矩阵d来表示；其中，元素d(i,j)表示节点i和节点j间路段的长度dij；若ij之间无路段存在，则dij＝∞；
11、采用向量dij0＝(dij1,dij2,…，dijk)来表示从节点i到j的k条不同最短路的长度；d0是dij0组成的矩阵，它的每个元素都是一个k维向量；如若遇到不足k维的，则以∞补全。
12、本专利技术进一步的改进在于，d0矩阵是由邻接矩阵d拓展而来，进一步从d0矩阵中获得上三角矩阵u和下三角矩阵l。
13、本专利技术进一步的改进在于，k最短路模型流程如下：
14、1)初始化矩阵d0，设起始节点为i，采用d0矩阵的第i行作为一个新的向量di(0)，该向量是起始点i到其余各顶点的k条最短路长度的估计，置迭代参数r＝0；
15、2)根据原来的估计值di(2r)，并采用前向和后向扫除计算出新的估计值；
16、后向扫除：
17、
18、前向扫除：
19、
20、其中矩阵运算中的加法和乘法分别指前面提及的广义求极小值和求和的极小值运算；
21、3)置迭代参数r＝r+1，若di(2r-2)与di(2r)的所有分量都相等时，算法中止并输出di(2r)，否则返回2)。
22、本专利技术进一步的改进在于，步骤二中，通过追踪具有充电需求的od对w的k最短路经过的节点集pw,k，在pw,k中至少建设一个充电站，建立候选充电站位置集cw,k；出行车辆需在最低电量前进站充电，可选站址m候选条件为：
23、
24、在典型日d时段h通过od对w路径k的用户只有在充电站s已被规划的情况下才能选择充电：
25、
26、受充电站内建桩空间的限制，规划方案中站内充电桩数量不超过最大允许值：
27、ys≤xsys,max(7)
28、全部路径k上的充电站需满足od对w的充电需求：
29、
30、充电站s为所有途经它的od对服务，则充电站s在典型日d时段h提供的总电能满足：
31、
32、假设功率因数恒定，则无功负荷为:
33、
34、本专利技术进一步的改进在于，步骤三中，规划模型以包含投资和运行费用的总成本最低为目标；总成本包括充电站、输电线路等设施的投资及配网运行费用：
35、
36、
37、
38、协同规划模型的约束条件还包括设施投运状态约束、电源功率约束和配电网运行约束；
39、设施建成后处于可用状态且不被重复建设或拆除：
40、xgi,0≤xgi (14)
41、xdrg,0≤xdrg (15)
42、xpl,0≤xpl (16)
43、xs,0≤xs (17)
44、ys,0≤ys (18)
45、主变压器的输出功率不能超出其限制范围；而光伏、风电等分布式可再生电源的功率不完全可控，工作时满足：
46、pgi,minxgi≤pgi,d,h≤pgi,maxxgi (19)
47、qgi,minxgi≤qgi,d,h≤qgi,maxxgi (20)
48、
49、pdrg,d,h+本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，步骤一中，城市交通网的基本组成要素是道路和节点；将起点为i，终点为j的路段记为a(i,j)，其长度为dij；路网拓扑结构采用|N|×|N|维的邻接矩阵D来表示；其中，元素D(i,j)表示节点i和节点j间路段的长度dij；若ij之间无路段存在，则dij＝∞；
4.根据权利要求3所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，D0矩阵是由邻接矩阵D拓展而来，进一步从D0矩阵中获得上三角矩阵U和下三角矩阵L。
5.根据权利要求3所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，K最短路模型流程如下：
6.根据权利要求5所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，步骤二中，通过追踪具有充电需求的OD对
7.根据权利要求6所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，步骤三中，规划模型以包含投资和运行费用的总成本最低为目标；总成本包括充电站、输电线路等设施的投资及配网运行费用：
8.根据权利要求7所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，步骤四中，规划方案的设备投资包括储能设施的投资成本，与储能设施的功率和容量相关，约束(12)修改为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，步骤一中，城市交通网的基本组成要素是道路和节点；将起点为i，终点为j的路段记为a(i,j)，其长度为dij；路网拓扑结构采用|n|×|n|维的邻接矩阵d来表示；其中，元素d(i,j)表示节点i和节点j间路段的长度dij；若ij之间无路段存在，则dij＝∞；
4.根据权利要求3所述的一种考虑储能设施的快速充电站与配电网协同规划方法，其特征在于，d0矩阵是由邻接矩阵d拓展而来，进一步从d0矩阵中获得上三角矩阵u和下三角矩阵l。
5.根据权利要求3所述的一种考...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵成成，王家宸，周前，别朝红，王锡凡，谢书豪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。