[發明專利]基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃方法

有效

• 申請號: 202110354464.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113095557B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 鄭潔云;張林垚;倪識遠;吳桂聯;林婷婷;宋倩蕓;陳浩
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司經濟技術研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

本發明提供了一種基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃方法，包括步驟：基于Wardrop用戶均衡理論建立含充電汽車和普通汽車的混合均衡模型以表征實際交通網的穩態車流；建立一種基于負荷轉移矩陣的電動汽車慢充站充放電管理模型，實現用戶充放電套利與平抑充電負荷的聯合優化；建立以系統投資費用與運行等效費用等年值最低為優化目標的智能快、慢充站規劃模型；對所述智能快、慢充站規劃模型進行松弛處理，以將原模型轉化為一個混合整數二階錐問題并利用商業求解器求解。本發明能夠實現充電站的優化配置。

技術領域

本發明涉及電動車技術領域，特別是基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃方法。

背景技術

隨著世界范圍內生態環境質量的不斷下降，人們越來越提倡綠色環保的生活方式，在各國政府組織及汽車制造企業的聯合推動下，具備環保、節能、零排放等顯著優點的電動汽車(electric?vehicles,EV)在全球范圍內得到了飛速發展。在我國電動汽車數量呈爆炸式増長的同時，作為其商業化、產業化不可或缺的重要輔助配套裝置，電動汽車充電站的同步建設將為電動汽車進一步擴大市場份額提供重要的推動力。充電站的規劃與交通網絡流量、用戶的充電需求、EV充電裝置的類型以及EV充放電管理措施等因素密切相關。充電站規劃不當不僅會導致配電系統網絡損耗增加和節點電壓下降，而且會影響EV用戶出行的便利性，進而影響電動汽車的推廣使用。因此，對EV充電站進行適當的規劃非常重要。

另外，沿途快速充電站和目的地慢速充電站作為EV能源補給的兩種重要場所在電動汽車規劃領域是研究的重點。對于沿途快速充電站而言，其一般適用于用戶緊急臨時快速充電的場景，充電需求量與捕獲的交通流量密切相關，因此合理表征交通網的穩態交通流是研究的重點之一；對于目的地慢速充電站而言，鑒于其充電體量大且具有一定的可調控性，故采用合理且高效的充放電管理措施有利于優化配電網運行狀況。鑒于以上技術背景，開展基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃方法研究對配電網和交通網的資源利用和高效運行具有重要意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃方法，能夠實現充電站的優化配置。

本發明采用以下方案實現：一種基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃方法，包括以下步驟：

基于Wardrop用戶均衡理論建立含充電汽車和普通汽車的混合均衡模型以表征實際交通網的穩態車流；

建立一種基于負荷轉移矩陣的電動汽車慢充站充放電管理模型，實現用戶充放電套利與平抑充電負荷的聯合優化；

建立以系統投資費用與運行等效費用等年值最低為優化目標的智能快、慢充站規劃模型；

對所述智能快、慢充站規劃模型進行松弛處理，以將原模型轉化為一個混合整數二階錐問題并利用商業求解器求解。

與現有技術相比，本發明有以下有益效果：首先，利用本發明搭建的基于混合用戶均衡理論和充放電管理的智能充電站規劃模型開展快/慢充站規劃有利于優化充電站的資源配置，降低規劃者的總費用；其次，本發明提出的基于負荷轉移矩陣的充放電管理措施，通過確定各場景的負荷轉移比例與轉移功率需求，實現慢充用戶充電費用和充電負荷波動等效費用的雙重尋優；再者，本發明基于Wardrop用戶均衡理論定義混合用戶均衡模型精細化的表示交通網的穩態流量，結果表明信息共享下的用戶混合均衡能有優化用戶的出行效率，在考慮用戶自私心理的前提下降低用戶出行時間。

附圖說明

圖1為本發明實施例的負荷轉移矩陣示意圖。

圖2為本發明實施例的耦合測試系統示意圖。其中，(a)為IEEE-33配電網絡拓撲，(b)為20節點交通網絡拓撲。

圖3為本發明實施例的典型電力負荷序列曲線。

圖4為本發明實施例的用戶出行典型時序曲線。