[发明专利]一种考虑用户充电需求转移的充电站选址定容策略

说明书

本发明主要针对用户充电行为随机性和充电行为对电网电能质量影响，以电动汽车历史行驶轨迹数据以及充电桩建造运营维护成本服务盈利模式为基础，根据电动汽车里程以及客观地理环境因素，对电动汽车充电站进行选址定容，最大化充电服务商盈利以及减少对电网电能质量的影响。由于电动汽车充电时刻难以预测，本发明的将不对单个电动汽车充电行为进行预测，采用历史汽车行驶轨迹制定最优选址定容方案，达到用户充电便利，服务提供商盈利，电网运行稳定的协同优化。

技术领域

本发明涉及一种考虑用户充电需求转移的充电站选址定容策略，用于电动汽车充电站选址定容规划，以协调优化充电服务提供商盈利以及电网电能质量。

背景技术

电动汽车相比较于传统汽车具备零排放、噪声小、对环境友好等特点，能源效率高，目前数量增长迅速。但作为配套基础设施的充电站建设已成为限制电动汽车增长的瓶颈，目前存在影响电能质量，安装限制多，盈利少数量少的问题。同时由于布局规划不合理，存在部分充电桩无人问津，部分充电桩等待时间过长等问题。合理的电动汽车充电站选址定容规划能够让电网、用户、服务提供商达成协同共赢关系，促进电动汽车规模化发展。

目前电动汽车充电站选址定容研究众多，主要以建设成本、用户代价、用户行程限制以及电网网损构建目标函数，少数研究涉及到电池寿命，电压偏移问题。涉及到充电桩选址定容问题时，当电动汽车大量无序接入充电桩时，区域内的负荷升高，影响电网运行。但目前研究未关注到用户充电需求在面对充电桩排队状况时，根据自己本身的行车方向，充电需求会有不同的转移概率。本算法从充电服务提供商盈利角度，也考虑电网电能质量的问题，考虑用户充电需求转移对于充电站选址定容的影响，综合确定规划策略。

发明内容

本发明主要根据电动汽车历史行驶GPS数据以及充电桩建造运营维护成本服务盈利模式为基础，考虑用户需求转移与行车轨迹之间的关联，根据电动汽车里程以及客观地理环境因素，对电动汽车充电站进行选址定容，最大化充电服务商盈利以及减少对电网电能质量的影响。该方法流程包括以下步骤，如图1所示：

1、一种考虑用户充电需求转移的充电站选址定容策略，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、使用维诺图方法对研究区域进行分块，考虑现实区域用地充电站可建设性进行选择，使用电动汽车里程以及充电站服务范围确定充电站建设候选点集；

步骤2、根据到达车辆数、站点空闲充电桩、排队长度等数据，根据排队论理论判定能否满足充电需求，若不能满足，用户充电需求转移或流失；

步骤3、根据电动汽车历史行驶GPS数据，分析电动汽车行驶轨迹，根据电动汽车轨迹以及候选点集之间的邻接距离建立用户充电需求转移模型；

步骤4、根据该研究区域的配电网络潮流计算，计算电能质量指标，根据充电站服务盈利、建设运营成本以及步骤4网损损失建立目标函数，以用户充电转移模型、电网潮流、电网接入功率、充电桩建设空间作为约束，搭建优化模型，在候选点集中进行选址定容，使用遗传算法求解模型。

流程补充说明：

所述步骤1中分块区域中心为候选建立充电站站点，为点覆盖模型，该区域电动汽车优先前往本区域充电站进行充电。电动汽车里程以及充电站服务范围应满足以下约束：

其中，r_cs表示充电站服务最大距离，d_ave表示电动汽车平均里程，d_cs表示两个相邻充电站之间的距离。

所述步骤2中判定充电站能够满足需求的单队列多服务台并联模型为：