[发明专利]基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划方法

说明书

本发明提供了一种基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划方法，包括步骤：基于Wardrop用户均衡理论建立含充电汽车和普通汽车的混合均衡模型以表征实际交通网的稳态车流；建立一种基于负荷转移矩阵的电动汽车慢充站充放电管理模型，实现用户充放电套利与平抑充电负荷的联合优化；建立以系统投资费用与运行等效费用等年值最低为优化目标的智能快、慢充站规划模型；对所述智能快、慢充站规划模型进行松弛处理，以将原模型转化为一个混合整数二阶锥问题并利用商业求解器求解。本发明能够实现充电站的优化配置。

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，特别是基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划方法。

背景技术

随着世界范围内生态环境质量的不断下降，人们越来越提倡绿色环保的生活方式，在各国政府组织及汽车制造企业的联合推动下，具备环保、节能、零排放等显著优点的电动汽车(electric vehicles,EV)在全球范围内得到了飞速发展。在我国电动汽车数量呈爆炸式増长的同时，作为其商业化、产业化不可或缺的重要辅助配套装置，电动汽车充电站的同步建设将为电动汽车进一步扩大市场份额提供重要的推动力。充电站的规划与交通网络流量、用户的充电需求、EV充电装置的类型以及EV充放电管理措施等因素密切相关。充电站规划不当不仅会导致配电系统网络损耗增加和节点电压下降，而且会影响EV用户出行的便利性，进而影响电动汽车的推广使用。因此，对EV充电站进行适当的规划非常重要。

另外，沿途快速充电站和目的地慢速充电站作为EV能源补给的两种重要场所在电动汽车规划领域是研究的重点。对于沿途快速充电站而言，其一般适用于用户紧急临时快速充电的场景，充电需求量与捕获的交通流量密切相关，因此合理表征交通网的稳态交通流是研究的重点之一；对于目的地慢速充电站而言，鉴于其充电体量大且具有一定的可调控性，故采用合理且高效的充放电管理措施有利于优化配电网运行状况。鉴于以上技术背景，开展基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划方法研究对配电网和交通网的资源利用和高效运行具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划方法，能够实现充电站的优化配置。

本发明采用以下方案实现：一种基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划方法，包括以下步骤：

基于Wardrop用户均衡理论建立含充电汽车和普通汽车的混合均衡模型以表征实际交通网的稳态车流；

建立一种基于负荷转移矩阵的电动汽车慢充站充放电管理模型，实现用户充放电套利与平抑充电负荷的联合优化；

建立以系统投资费用与运行等效费用等年值最低为优化目标的智能快、慢充站规划模型；

对所述智能快、慢充站规划模型进行松弛处理，以将原模型转化为一个混合整数二阶锥问题并利用商业求解器求解。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：首先，利用本发明搭建的基于混合用户均衡理论和充放电管理的智能充电站规划模型开展快/慢充站规划有利于优化充电站的资源配置，降低规划者的总费用；其次，本发明提出的基于负荷转移矩阵的充放电管理措施，通过确定各场景的负荷转移比例与转移功率需求，实现慢充用户充电费用和充电负荷波动等效费用的双重寻优；再者，本发明基于Wardrop用户均衡理论定义混合用户均衡模型精细化的表示交通网的稳态流量，结果表明信息共享下的用户混合均衡能有优化用户的出行效率，在考虑用户自私心理的前提下降低用户出行时间。

附图说明

图1为本发明实施例的负荷转移矩阵示意图。

图2为本发明实施例的耦合测试系统示意图。其中，(a)为IEEE-33配电网络拓扑，(b)为20节点交通网络拓扑。

图3为本发明实施例的典型电力负荷序列曲线。

图4为本发明实施例的用户出行典型时序曲线。