[發明專利]一種基于雙層優化的臺區充電樁配置方法

在審

• 申請號: 202211265353.5
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115511204A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 董偉;馬建軍;張帆;趙曉東;孔亞廣;黃娜
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于雙層優化的臺區充電樁配置方法，包括如下步驟：S1、依據所調度有序充電系統建立與之對應的有序充電仿真模型以及有序充電策略；S2、建立電動汽車有序充電樁配置的雙層優化模型；S3、初始化雙層優化模型參數；S4、在雙層優化模型中，上層優化模型采用迭代算法，下層優化模型采用改進BPSO算法以及蒙特卡洛算法分別求解有序充電負荷曲線以及無序充電負荷曲線，求解上下層優化模型對應的目標函數，獲得有序充電樁最優配比與電動汽車有序充電計劃。該方法通過雙層優化模型得出臺區內有序充電樁改造計劃，其中包括臺區內有序充電樁改造容量的最優化配置以及電動汽車充電計劃。

技術領域

本發明涉及電動汽車有序充電策略領域，特別是一種基于雙層優化的臺區充電樁配置方法。

背景技術

近年來，電動汽車的快速發展以及國家政策支持，我國電動汽車的數量飛速上升。同時電動汽車充電的問題也日益凸顯，成為大量電動汽車車主所關心的民生問題。充電樁仍是電動汽車最主要充電設施，所以充電設施建設近些年來也飛速發展，國內充電樁的數量也飛速上漲。然而大量電動汽車的無序充電會給電網造成不良的影響，如加重電網供電系統的負擔，影響電網正常供電；給電網系統帶來諧波污染，從而影響電網及用戶的電能品質等。解決此問題的有效舉措之一是進行充電樁智能化改造，采用具，“有序充電”功能的有序充電樁替換不具備“有序充電”功能的無序充電樁，降低電網在用電高峰的負擔以及諧波污染的影響。

如上所述，充電樁是電動汽車產業發展的基礎。為了較少無序充電對電網的影響，我國某些城市規定，新建居民臺區的充電樁直接建設比例為20％-100％。電動汽車以全響應的方式參與有序充電，而在一些老舊建成居民臺區，由于充電樁技術發展問題，停車位上一般未建設充電樁或配建車主私人安裝以及臺區管理方公共建設的普通充電樁，該類型充電樁一般不具備監測、通信與調度功能，電動汽車接入充電樁后采用隨到隨充的方式進行充電。隨著臺區智能化改造的推進，上海、杭州等多個城市已出臺相關政策支持有序充電樁建設，鼓勵臺區進行充電樁智能化改造，采用具備“有序充電”功能的有序充電樁替換不具備“有序充電”功能的無序充電樁。然而，建設有序充電樁相比于無序充電樁來說需要投入更高的建設成本，部分電動汽車也可能存在出行時間限制而必須采取無序充電的方式來補充電池電量。若在臺區全部建設有序充電樁將增加投資成本，造成資源的浪費，故而分析有序充電樁的配置問題將為臺區充電樁智能化改造過渡提供一定的指導意義。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明一種基于雙層優化的臺區充電樁配置方法，該方法通過雙層優化模型得出臺區內有序充電樁改造計劃，其中包括臺區內有序充電樁改造容量的最優化配置以及電動汽車充電計劃。

一種基于雙層優化的臺區充電樁配置方法，包括如下步驟：

S1、建立電動汽車有序充電樁配置的雙層優化模型，所述雙層優化模型包括上層優化模型，下層優化模型即有序充電優化模型以及策略；

S2、初始化雙層優化模型參數，所述雙層優化模型參數包括配變基礎負荷p_o,t及額定容量p_lim、充電價格、時間段數M、電動汽車數量N、電動汽車電池額定容量C、電動汽車出行特征量，有序充電樁與無序充電樁額定功率P_r、充電效率η、運行年限α、固定成本C_sta、折算系數ε、貼現率r、降低單位峰谷差率年收益γ_pvd、配變單位容量擴容費用γ_del；

S3、在雙層優化模型中，上層優化模型采用迭代算法，下層優化模型采用改進BPSO算法以及蒙特卡洛算法分別求解有序充電負荷曲線以及無序充電負荷曲線，求解上下層優化模型對應的目標函數，獲得有序充電樁最優配比與電動汽車有序充電計劃。

作為優選，所述上層優化模型的目標函數為：

以R投資回報率作為優化目標，其目標函數為：