[發明專利]考慮彈性的電動汽車充電站儲能系統的容量優化方法

有效

• 申請號: 202011443714.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112721706B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王圓圓;白宏坤;王世謙;吳雄;卜飛飛;華遠鵬;韓丁;賈一博;王涵;李文峰;喬屹然;李昊宇;劉萬勛;賈鵬;邵紅博;李甜甜;劉軍會
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司經濟技術研究院;國家電網有限公司;西安交通大學
• 主分類號: B60L53/53
• 分類號: B60L53/53;B60L53/64;B60L53/31;H02J3/32;H02J3/00;H02J7/00
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 任海玲

本發明公開了一種考慮彈性的電動汽車充電站儲能系統的容量優化方法，包括以下步驟：步驟一、基于用戶使用EV的習慣，進而確定FCS的EV負荷；步驟二、基于若干個臨近FCS之間的距離，進而確定EV在停電期間的彈性負荷；步驟三、基于BESS容量確定BESS的各項成本以及總成本；步驟四、基于FCS總成本的最小化以及BESS充放電約束、FCS功率平衡約束，通過求解優化得到BESS的最優容量。本發明容量優化方法綜合考慮成本的最小化、EV的彈性以及峰值負荷的削減，能夠很好的應對停電對EV充電帶來的不利影響。

技術領域

本發明屬于儲能系統技術領域，特別是一種考慮彈性的電動汽車充電站儲能系統的容量優化方法。

背景技術

目前環境污染和化石能源的短缺問題正日益加劇，電動汽車(Electric Vehicle,EV)具有節能環保的優勢，能夠有效緩解傳統能源資源供應緊張和環境污染問題，然而EV的高滲透率會導致不確定的電力需求，同時會潛在的增加峰值負荷，進而導致配電網的可靠性降低同時導致配電網供電能力裕度不足。

EV的彈性是指在一個特定的區域發生停電時，EV移動到一個正常運行的充電站的能力?，F有的技術電動汽車研究主要是利用儲能來減少大量EV的接入對電網帶來的沖擊，并未考慮EV的彈性問題，在EV滲透率逐漸增加的情形下，對EV彈性的欠考慮會導致在停電時，交通出行受到很大影響。

公開號為CN10810801A的中國發明專利申請公開了一種考慮電動汽車與儲能的有源配電網多級冗余協調控制方法，屬于新能源協調控制技術領域，其特點是包括以下步驟：①獲取有源配電網的運行數據；②建立電動汽車的負荷特性模型；③建立儲能的存儲和釋放能量特性模型；④構建含電動汽車與儲能的有源配電網多級冗余協調控制策略；⑤功進行日調度、小時調度和實時調度模型的多級協調控制的求解。該發明從有源配電網的角度出發，基于冗余區間劃分思想研究電動汽車與儲能的有源配電網多級協冗余調控制方法，為電動汽車等新能源的進一步發展提供推廣基礎和技術支撐。但是，該專利未考慮停電后如何保證EV的彈性，即停電后如何確保EV仍能正常充電的問題。

公開號為CN110165687A的中國發明專利申請公開了一種基于遺傳算法的電動汽車快速充電站最優化設計方法，包括如下步驟：通過染色體結構生成初始群體；選擇合適的充電樁數量和額定功率，計算其投資成本；計算電動汽車的功率需求；選擇合適的風力發電機數量及光伏板表面積，計算其發電功率和投資成本；選擇合適的儲能系統容量，計算儲能系統成本；計算接入電網后耗電和供電的利潤差；計算向電動汽車用戶供電利潤；計算總的利潤函數，根據遺傳算法選擇最佳配置。本發明考慮了電動汽車快速充電站充電樁的數量和功率、風力發電機的數量、光伏板的表面積及儲能系統容量等多種變量所引起的利潤差異，根據利潤函數確定最佳的電動汽車快速充電站設計，有助于提升其經濟效益并能緩解電網壓力。但是，該專利沒有考慮到電價的波動，沒有充分發揮儲能削峰填谷的作用。

發明內容

為解決現有技術中的問題，本發明提出了一種快速充電站(Fast-chargingStation，FCS)中電池儲能系統(Battery Energy Storage System，BESS)容量優化模型，并考慮到了成本的最小化、EV的彈性以及峰值負荷的削減，實現了峰值負荷的削減，保證了EV彈性的基礎上，通過優化BESS容量實現了FCS成本的最小化。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種考慮彈性的電動汽車充電站儲能系統的容量優化方法，包括以下步驟：

步驟一、基于用戶使用EV的習慣，進而確定FCS的EV負荷；

步驟二、基于若干個臨近FCS之間的距離，進而確定EV在停電期間的彈性負荷；

步驟三、基于BESS容量確定BESS的各項成本以及總成本；

步驟四、基于FCS總成本的最小化以及BESS充放電約束、FCS功率平衡約束，通過求解優化得到BESS的最優容量。