[發明專利]電動汽車充電站選址定容方法

在審

• 申請號: 201910015821.5
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109858684A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 陳忠華;俞容江;徐強;王育飛;陳嘉敏;董悅;章誠亮;薛花
• 申請（專利權）人: 杭州市電力設計院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

1.一種電動汽車充電站選址定容方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)綜合考慮電動汽車用戶路程費用、充電站建設費用和變電站能量損耗費用，并對各個費用進行歸一化處理，建立用戶-充電站-變電站運營成本最小的優化模型如下：

ω₁+ω₂+ω₃＝1

式中：C_EV.norm為電動汽車路程費用的標么值；C_SBU.norm為電動汽車充電站建設費用標么值；C_SS.norm為變電站能量能量損耗費用的標么值；C_SS.m為變電站第m條母線能量損耗費用；C_SBU.l為充電站l的建設成本；C_EV.k為第k輛電動汽車用戶到達最近充電站路程費用；ω₁、ω₂、ω₃分別為C_EV.norm、C_SBU.norm、C_SS.norm的占比，均為正值；N1為電動汽車的數量；N2為充電站的數量；N3為變電站的母線數量；為N1輛電動汽車去充電站的最大路程費用；為初步規劃的所有電動汽車充電站建設的費用；為最大的電能損耗費用；

2)使用改進的布谷鳥搜索算法對目標模型進行求解：

2.1)改進布谷鳥算法步驟：

2.1.1)病毒個體產生：病毒個體產生與主個體，病毒個體其長度同主個體相同，但加入了通配符*，通配符之外的稱為有效字符；

2.1.2)病毒個體的適應度：各病毒個體的適應度用被其感染的主個體感染前后的適應度變化來表示，對于病毒個體V_k，其適應度表示為：

式中V_x為第x個病毒個體；V_xj為被病毒V_x感染的第j個主個體；G為被病毒V_k感染的主個體群；C為優化目標函數；和分別為被感染前后的適應度值；

2.1.3)病毒感染操作通過反向代換感染出新主個體，然后通過結合操作使得各病毒進化；

2.2)使用改進的布谷鳥算法進行求解：

根據該區域的電動汽車數量、交通流量況初步制定出電動汽車充電站的地理位置：

2.2.1)以CSP(l)為自變量，用二進制編碼表示充電站表示鳥巢的位置，即充電站是否建設，當充電站l建設時，對應的二進制編碼位為1；當充電站l不需要時，對應的二進制編碼位為0；故主個體的大小為N2；隨機產生種群規模為N的主種群和的病毒種群，即

2.2.2)依據用戶-充電站-變電站運營成本最小的優化模型計算主群體的適應度值，確定最佳電動汽車充電站選址方案，判斷是否滿足算法結束條件；若滿足則尋優結束，否則進入下一步：

2.2.3)進行主群體進化操作，更新鳥巢位置和適應度值；

2.2.4)病毒感染生命力計算，執行病毒感染、進化操作；

2.2.5)實施精英保留策略將最優秀的直接保留到下一代直至被最優秀的鳥巢替代；

2.2.6)設置最大迭代次數，迭代到最大迭代次數作為改進的布谷鳥算法結束條件；

2.2.7)輸出最優鳥巢位置及問題的最優解，即為電動汽車充電站選址定容的最佳方案。

2.根據權利要求1所述電動汽車充電站選址定容方法，其特征在于，所述步驟1)中C_EV.k為第k輛電動汽車用戶到達最近充電站路程費用有兩種情況：

A:如果第k輛電動汽車的剩余電量足以支撐電動汽車到達最近的充電站，則費用為電能損耗費用C_EV.k：

C_EV.k＝P_ep·B_d·T_k.min

式中：P_ep為電動汽車電池充電單位電價；B_d為電動汽車電池的放電功率；T_k.min為第k輛電動汽車到達最近充電站所需要的時間；

B:如果第k輛電動汽車的剩余電量不足以支撐電動汽車到達最近的充電站，則電動汽車路程費用C_EV.k：包含電能損耗費用和拖車費用，

C_EV.k＝P_ep·B_d·T_k.can+D_k·P_EV

式中：T_k.can為第k輛電動汽車剩余電量能夠行駛的最長時間；D_k為電動汽車到達最近充電站的剩余路程km；P_EV為單位距離拖車費用，yuan/km；

所述步驟1)中充電站l的建設成本C_SBU.l為：

式中：P_fixed為充電站基礎充電設施的建設費用；P_lan土地價格；P_ch為充電機費用；P_ugc為電纜費用；P_x-fo_rmer為變壓器費用；P_run為充電站的運營費用；為電纜的價格，元/km；D_l為電纜的長度km；為變壓器的價格，yuan/kVA；VA_l為充電站變壓器CSP_l的額定容量；為建設材料費用；CSF_l為員工工資費用；

所述步驟1)中變電站第m條母線能量損耗費用

C_SS.m＝LP_EV.m·t_efh·P_ep

式中：LP_EV.m為充電站的接入變電站第m條母線引起的損耗功率，kw；t_efh為電動汽車接入充電站的時長；P_ep為充電電價，yuan/kwh。