[发明专利]计及引导型充电控制的充电网络与配电网络协同规划方法

说明书

本发明公开了一种计及引导型充电控制的充电网络与配电网络协同规划方法。本发明采用的技术方案包括：步骤1)，输入协同规划所需要的配电网络信息和充电网络信息；步骤2)，建立下层调度问题，即采用分时分区电价与变功率控制手段建立引导型充电控制方法；步骤3)，建立上层规划问题，即建立电动汽车充电网络与配电网络协同规划方法；步骤4)，构建考虑引导型充电控制方法的协同规划双层优化模型，求解该协同规划双层优化模型，得到充电网络与配电网络协同规划方案。本发明通过双层调度、功率控制等手段使慢速充电负荷时间分布更加合理，进一步延缓配电网扩建时间，减小了配电网扩建规模。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是一种计及引导型充电控制的充电网络与配电网络协同规划方法。

背景技术

电动汽车充电网络与配电网络的协同规划可以有效降低充电站建设的总成本，同时对充电需求进行引导型充电控制可以优化充电负荷曲线，起到削峰填谷与延缓配电网络扩容的作用。现有的配电网络与充电网络协同规划方法忽略了引导型充电控制对充电负荷时空分布的优化作用。缺乏对充电需求进行引导型充电控制的情况下，电动汽车会在低谷电价开始的时刻大量接入配电网，可能会产生新的负荷高峰，进一步增加了配电线路与节点扩容的数量与容量，增加配电网络的建设规模。

针对这一问题，需要分析引导型充电控制与协同规划的交互作用，在协同规划中考虑引导型充电控制对充电需求时空分布的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种计及引导型充电控制的充电网络与配电网络协同规划方法，其通过分区电价引导可以使快速充电需求空间分布更加合理，降低快速充电站建设规模，最终降低充电站建设成本；与此同时，通过双层调度、变功率控制等手段使慢速充电负荷时间分布更加合理，进一步延缓配电网扩建时间，减小配电网扩建规模。

为此，本发明采用以下技术方案：计及引导型充电控制的充电网络与配电网络协同规划方法，其包括：

步骤1)，输入协同规划所需要的配电网络信息和充电网络信息；

步骤2)，建立下层调度问题，即采用分时分区电价与变功率控制手段建立引导型充电控制方法；

步骤3)，建立上层规划问题，即建立电动汽车充电网络与配电网络协同规划方法；

步骤4)，构建考虑引导型充电控制方法的协同规划双层优化模型，求解该协同规划双层优化模型，得到充电网络与配电网络协同规划方案。

进一步地，步骤1)包括：

步骤11)，输入协同规划所需要的配电网络信息：包括网架建设信息与新建方案、储能设施建设方案；

步骤12)，输入协同规划所需要的充电网络信息：输入电动汽车用户充电习惯概率分布模型与实际交通道路信息，根据微观交通配流模型计算充电需求时空分布信息。

进一步地，步骤2)中，通过快速充电分区电价引导方法和慢速充电变功率控制方法建立引导型充电控制方法。

更进一步地，步骤2)中，所述的快速充电分区电价引导方法如下：

以所有充电站周围交通道路阻塞成本之和最小为目标函数，制定电动汽车分时分区充电服务价格，优化电动汽车充电负荷的空间分布；

目标函数：

式中：Ns为充电站集合；Road,k为充电站k周围的道路集合；为用户单位时间的价值，代表电动汽车用户的时间价值；v(r,t)为t时段道路r的车流量；为通过BPR函数计算的车流量为v时的道路的路段阻抗，以通过道路的时间反应道路拥堵情况；表示道路上车流量为0时的路段阻抗；通过基于微观交通配流模型的导航方法确定所选充电站和相应的各路段车流量v(r,t)。