[发明专利]考虑电动汽车充电站全生命周期的风光储容量配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑电动汽车充电站全生命周期的风光储容量配置方法；其特征在于，引入全寿命周期成本理论(LCC)，以充电站运营商所获得的净现值收益最大以及可再生能源利用率最大为目标进行充电站配置方案的目标函数；提出基于自适应协方差和混沌搜索的多目标群搜索算法(MGSOACC)来求解该多目标优化问题的Pareto最优解集，利用混沌搜索方法提高算法的全局搜索能力。最后，应用模糊集理论从Pareto最优解集中选取最优折衷解作为最优方案，以实现风光储电动汽车充电站的最优容量配置。该方法很好的解决了风光储电动汽车充电站的最优容量配置问题，所得到的配置方案在经济性和环保性方面都具有良好的综合效能。

技术领域

本发明涉及能源电力，具体涉及一种考虑电动汽车充电站全生命周期的风光储容量配置方法。

背景技术

能源是国家发展建设的重要支撑，能源产业的合理、可持续化发展不仅有利于保障国家安全，也是国民经济发展的重要前提。近年来，随着化石能源的消耗以及环境问题的加剧，使得可再生能源的开发与利用逐渐受到各国的关注，可以预见，构建大量利用可再生能源的能源供应系统将成为未来的发展趋势。可再生能源的最显著优势就是清洁环保、可再生，除这两点外，由于风力资源、太阳能资源的广泛分布，使得分布式电源具有建设位置灵活、可分散的特点，可根据本地的风光资源特性和当地的用电需求进行配置，有效降低电网的扩建成本。随着电动汽车在世界各国的广泛发展，充电基础设施的规划与建设问题已得到我国政府的更多关注。目前我国电力系统发电侧的一次能源仍以煤炭为主(约占75％～80％)，电动汽车通过充电基础设施直接接入电网充电，实际所产生的间接碳排放量并不比传统燃油汽车更低，并且难以减轻对传统化石燃料的依赖。这种情况下，要实现真正意义上的低碳，存在两种方式：一是大力发展可再生能源发电系统，提高电网对可再生能源的消纳能力，增加电网中可再生能源的利用率；二是直接建立电动汽车充放电设施与可再生能源发电系统的关联，通过微电网实现可再生能源的就地消纳利用。

在目前环境恶化和能源紧缺的压力之下，开发可再生能源并利用可再生能源代替现有配电网为电动汽车提供电能已经是一种刻不容缓且势不可挡的潮流，不仅减小了城市电网的负荷，而且环境的污染问题及能源的有效控制得到重大改善。因此，如何实现电动汽车充电站内多种类型能源的优化配置以及优化运行方式是我们亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种考虑电动汽车充电站全周期成本及可再生能源利用率，解决风光储电动汽车充电站的最优容量配置的方法。

技术方案：一种考虑电动汽车充电站全生命周期的风光储容量配置方法；包括以下步骤：

(1)输入充电站参数以及风速和太阳能辐射强度的区间，满足风光储充电站容量配置约束条件，构建最优容量配置的数学模型，计算充电站运营净收益及可再生能源利用率，进行充电站配置方案的目标函数；

(2)基于自适应协方差和混沌搜索的多目标群搜索算法来求解该多目标优化问题的Pareto最优解集，选择新的领头者并更新群成员，根据非支配排序方法更新Pareto解集；

(3)输出Pareto最优解集，应用模糊集理论从Pareto最优解集中选取最优折衷解，完成最优容量配置。

进一步地，步骤(1)所述数学模型的目标函数包括充电站运营商所获得的净现值收益最大函数与可再生能源利用率最大函数，其特征多目标函数为：

其中，t_s表示充电站运营的第t_s年；B_ts为充电站运营周期内的资金收益；T为充电站运营的全寿命周期；C_LCC,ts为充电站全寿命周期成本；i₀为折现率；P_EV(t)表示t时电动汽车充电功率；P_renew(t)表示风光储发电单元的联合出力。

进一步地，充电站资金收益其公式为：