[發明專利]以城市路網為主體的充電基礎設施配置方法

在審

• 申請號: 202110794208.5
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113762588A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 韓永強;徐明忻;王俊生;杜文越;劉建峰;姜曉琳;冷歐陽;劉文博
• 申請（專利權）人: 國網內蒙古東部電力有限公司經濟技術研究院;國網內蒙古東部電力設計有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍;李叢

以城市路網為主體的充電基礎設施配置方法，包括：以電動汽車去往目的地最短路徑規劃為前提，以俘獲交通流量最大、配電系統網損最小以及節點電壓偏移最小為目標函數，以充電站帶負荷能力、充電站建設個數、單個節點的充電站類型個數、線路輸電功率、功率平衡和系統潮流等式為約束條件，構建充電站規劃的多目標優化決策模型。采用本方法能有效避免以充電為目的車流對現有交通產生影響，還能通過充電設施的合理布局，獲得大幅度的空間分流與削減交通量的雙重效果，提高充電效益以及整個城市交通系統的總體經濟效益，同時降低電動汽車充電時產生的諧波電流注入電網對電能質量的影響，確保充電設施能夠提供穩定充足的電能，增強系統穩定性。

技術領域

本發明涉及配電網承載力評估技術領域，特別涉及以城市路網為主體的充電基礎設施配置方法。

背景技術

充電基礎設施在國內外均處于起步階段，由于涉及城市規劃、建設用地、建筑物及配電網改造、居住地安裝條件、投資運營模式等方面，利益主體多，推進難度大。充電基礎設施與電動汽車發展不協調，一方面，部分地區電動汽車增長較快，但充電基礎設施建設規模不足；另一方面，由于用戶對電動汽車接受度不高以及地方保護等原因，使得電動汽車增長總體低于預期，加上部分充電基礎設施建設布局不合理，以及設施通用性較差等問題，造成充電基礎設施利用率較低。

城市配電網供電負荷相對集中，供電環境較好，網絡分布范圍廣，擁有的裝備數量多；而且由于城市經濟發達，居民及工商業用電量較大且對供電可靠性和電能質量要求都很高。因此，城區電動汽車充電站配置不僅要考慮用戶充電的方便性，還需要綜合考慮充電站接入配電系統后對電能質量的影響和系統運行的安全性與經濟性。此外，充電基礎設施建設需要規劃、用地、電力等多項前提條件，在實施過程中涉及多個主管部門和相關企業。而且充電基礎設施還涉及公共電網、用戶側電力設施、道路管線等改造，也增加了建設難度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種以城市路網為主體的充電基礎設施配置方法，其技術方案如下：

以城市路網為主體的充電基礎設施配置方法，包括：

以電動汽車去往目的地最短路徑規劃為前提，以俘獲交通流量最大、配電系統網損最小以及節點電壓偏移最小為目標函數，以充電站帶負荷能力、充電站建設個數、單個節點的充電站類型個數、線路輸電功率、功率平衡和系統潮流等式為約束條件，構建充電站規劃的多目標優化決策模型。

最短路徑規劃是指從出發點到目的地之間的最短路徑及其通過節點，所述俘獲交通流量最大是指每條路徑上電動汽車行駛產生的最大交通流量被俘獲，表達式如下：

式中：q為電動汽車從出發地O到達目的地D之間的最短路徑； Q為最短路徑的全集，假設交通網絡系統中有n個節點，考慮到對稱性，且不考慮環路，則共有n(n-1)/2條最短路徑；f_q為路徑q上的交通流量；W_O為路徑q起點O的權重；W_D為路徑q終點D的權重；d_q為路徑q的長度；y_q表示路徑q上的交通流量是否被俘獲，如果是，則為1，否則為0。

配電系統網損最小是指電動汽車充電站接入配電系統后，系統的潮流分布將會發生改變，所引起的配電系統網絡最小損耗，網絡損耗不但與原始負荷有關，還與電動汽車充電站的建設位置和容量大小有關，表達式如下：

minf₂＝P_Loss(U_ikP_si,k,U_ikQ_si,k) (1-3)