[發明專利]一種基于微電網的電動汽車充換電站選址定容方法

在審

• 申請號: 201711211884.5
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108376291A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 董開松;閆志杰;沈渭程;董海鷹;楊俊;馬喜平;趙煒;甄文喜;魏博;同煥珍;閔占奎;劉秀良;李志敏;張光儒;張賽;朱宏毅;姜梅;王斌;楊勇;胡殿剛;李韶瑜;梁有珍;劉麗娟;陳柏旭;陳明忠;李守東;李煒;李小娟
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網公司;蘭州交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

1.一種基于微電網的電動汽車充換電站選址定容方法，其特征在于，步驟為：

(1)根據區域內未來規劃年預測的電動汽車數量，在考慮區域交通道路流量的情況下，確定待建充、換電站的數量范圍[N min,N max],將充換電站總數量N作為整體循環變量。

(2)利用坐標幾何法產生充、換電站初始站址，編譯為初始粒子，初始化粒子的位置和速度。

(3)利用加權Voronoi圖劃分充、換電站服務范圍，V圖的多邊形邊即為各個充、換電站的服務范圍。

(4)利用變權Voronoi圖對充、換電站站址、服務范圍進一步調整。

(5)計算個體適應度值和全局適應值，得到不同數量的充、換電站數目所對應的總費用。

(6)更新粒子的位置和速度，返回步驟(3)，直至達到最大迭代次數。

(7)對所有方案進行排序，選取充、換電站建設、運行費用最少的方案作為充、換電站規劃的最終方案。

2.根據權利要求1所述的一種基于微電網的電動汽車充換電站選址定容方法，其特征在于，步驟一具體為：

S1基于某地機動車數量以及電動汽車滲透率，預測未來規劃年該地電動汽車保有量：

式中，a為車輛類型；t為規劃水平年；為第t年a類型電動汽車的數量；為a類型車輛的初始數量；為第t年a類型電動汽車的滲透率；γ_a為a類型車輛的年增長率。

由電動汽車保有量進一步預測該地區電動汽車的總換電需求：

式中，為第t年電動汽車的日均總換電需求；L_a為a類車的日均行駛里程；B_a為電池容量；S_a為平均續航里程。

S2建立充換電站規劃優化的數學模型，目標函數為：

MinC＝C₁+C₂+C₃+C₄+C₅ (3)

式中，C₁為換電站建設投資年費用；C₂為充電站建設投資年費用；C₃為換電站年均運行、維護費用；C₄為充電站年均運行、維護費用；C₅為物流費用；N為新建換電站個數；r_o為貼現率；n為換電站的折舊年限；l_i為換電站i的面積；P_landi為換電站i站址的地價，萬元/m²；e_i為換電站i換電設備的投資費用；m為充電站的折舊年限；l_j為充電站j的面積；P_landj為充電站j站址的地價，萬元/m²；e_j為充電站j充電設備的投資費用；g_j為充電站j內變壓器投資費用；D_year為一年內電動車一年換電池的天數；ε為電動汽車平均每天換電次數；δ為每次換電的平均換電成本；為換電站i服務范圍內電動汽車的數量；mi為換電站i的維護費用；α為充電電量損耗率，β為充電站運維費用折算率；μ為充電站內的電池平均每天充電次數；ν為每次充電的平均充電成本；z為運送電池車輛的數量；s_c為車輛購買費用；m_c為車輛維護費用。

S3建立約束條件

1)充電站的充電能力約束：

式中，充電站j在單個時段中充電樁最大充電功率，將全天分為24個時段；為充電站j充電樁上的充電電壓；為充電效率；T為充電總時段數。

2)換電站的服務能力約束：

式中，為換電站i服務半徑內的換電需求；B_ri為換電站i的服務能力。

3)換電站服務半徑約束：

max(d_ki)≤R_imax (11)

式中，d_ki為換電需求點k到目標換電站i的行駛距離；R_i為換電站i的最大服務半徑。

3.根據權利要求1所述的一種基于微電網的電動汽車充換電站選址定容方法，其特征在于，步驟四具體步驟如下：

(1)設在Voronoi圖生成過程中，換電站i作為V圖的頂點，以λ_i的速度向外擴張，計算換電站的額定容量S_i和服務范圍內的換電負荷W_i，得初始權重

(2)根據各換電站的權重構造加權Voronoi圖，確定各換電站的服務能力，經過k次擴張后權重變為

式中，為k-1次擴張后換電站i的最大服務能力，為換電站i區域內各類型電動汽車數量，為k-1次擴張后換電站i的區域內各類型電動汽車數量。

(3)歸一化得到固定權重公式

式中，W_i^k為第k次擴張后換電站i的實際服務區域內各類型電動汽車數量；為第k次擴張后換電站i的實際最大服務半徑；R_imax為換電站i的最大服務半徑。