基于二层规划并计及负荷预测的电动汽车充电桩选址定容方法

针对城区内电动汽车充电桩选址定容问题,计及充电负荷需求预测并采用二层规划理论建立选址定容模型。针对充电负荷需求预测,采用自回归模型建立其负荷预测模型。以充电桩规划节点与容量为控制变量,以系统综合规划成本最小为目标函数,基于网络拓扑结构和充电负荷预测,计及设备容量配置约束等必要约束条件建立上层模型;以电动汽车用户充电方案为控制变量,最小化用户综合充电成本建立下层模型。下层模型基于上层模型的选址定容方案制定充电计划,同时向上层模型反馈综合充电成本。上层模型制定方案需要计及下层模型的策略。采用萤火虫算法设计模型的求解流程,最后通过一个算例针对河北某地城区内某新区内电动汽车充电站选址定容方案进行了优化,验证了文中模型的有效性和正确性。     

电动汽车充电站最优规划的两阶段方法

计及道路网络对电动汽车充电需求的影响,提出了充电站最优规划的两阶段方法。该方法的第一阶段基于电动汽车行驶特性,综合考虑电动汽车日剩余电量以及电动汽车动态运行状态和位置,采用随机模拟技术和最短路径法,获得道路网络上电动汽车充电需求在时间和空间上的分布;第二阶段以第一阶段获得的电动汽车充电需求为基础,以充电需求不可达率、不满足率和投资限额等为约束,充电站运行成本和投资成本综合最小为目标,建立充电站最优选址定容数学模型。针对该模型的复杂性,采用遗传算法求解混合整数非线性规划问题。通过对某区域的电动汽车充电站规划的模拟分析,表明了所提方法的有效性。     

基于条件风险价值的电动汽车充电站规划

针对电动汽车充电负荷的假日性以及负荷预测的不确定性,基于条件风险价值构建了电动汽车充电站规划模型。基于出行链,结合Dijkstra最短路径算法,利用蒙特卡洛随机模拟得到快慢充负荷的时空分布。以充电站建设数量最少为目标,满足所有充电需求点为约束,建立选址模型。考虑用户等待时长,以充电站建设成本最小为目标,建立定容模型。为解决定容模型中充电负荷假日性以及负荷预测随机性,利用鲁棒优化将定容模型转化为机会约束规划,引入条件风险价值工具进行求解。以某区域充电站规划为仿真算例,算例结果验证了该方法能够增强充电站规划模型的鲁棒性,具有可行性。     

计及碳排放的电动汽车充电站多目标规划

合理的电动汽车充电站规划是推广应用电动汽车的基础。提出一种计及碳排放的电动汽车充电站多目标选址定容规划模型,模型以充电站建设运行成本、用户充电耗费时间和驶向充电站引起的碳排放为综合优化目标,以充电站的容量限制为约束条件,并采用Pareto最优前沿分析可选的选址定容方案。为确定可选站址所服务的区域范围,提出一种基于需求点栅格化和Voronoi图求解的计算方法。最后,通过案例分析验证了该规划模型和求解方法的实用性和有效性,为电动汽车充电站的选址定容提供了新的思路。     

基于Huff模型的电动汽车充电站选址定容方法

对于用户充电选择行为随机性的欠考虑,导致充电站服务范围划分和容量配置不合理的问题,提出了一种基于Huff模型的电动汽车充电站选址定容方法。综合考虑充电站规模、充电价格、用户充电成本对用户充电选择行为的影响,利用Huff模型分析用户对不同充电站的选择概率,并基于用户的选择概率确定充电站的服务范围和充电需求;综合考虑用户充电可达性、规划区域总功率、电动汽车充电功率,以充电站年总成本最小为目标,建立充电站的选址定容模型,并采用免疫克隆选择-变邻域搜索混合算法求解模型。MATLAB仿真结果表明所提选址定容方法能合理地划分服务范围,提高充电站规划的经济性。     

储能和电动汽车充电站与配电网的联合规划研究

统一考虑储能系统、电动汽车充电站与配电网扩展的联合规划,既可以满足充电需求,又能够提高规划方案的经济性和可靠性。为此,基于配电网扩展规划模型,考虑电动汽车充电负荷和分布式储能的选址定容,建立一个以总投资成本、运行成本和失负荷成本最小为目标的多阶段联合规划模型。对网损采用分段线性化处理,采用改进的辐射状约束,并提出两层求解方法。以24节点系统为例的仿真结果表明,所提方法可以满足传统负荷和电动汽车充电负荷的需求,降低配电网系统扩展规划的成本,延缓配电网的投资。     

基于LCC和量子遗传算法的电动汽车充电站优化规划

电动汽车充电站优化规划是电动汽车与智能电网灵活互动的重要研究内容之一。面向电动汽车充电站运营周期,详细分析了充电站的成本效益及全寿命周期成本（LCC）的计算方法;基于上述工作,提出利用交通路网车流量信息估算充电站容量,以充电站运营商获得的净现值收益最大为优选目标,以交通路网车流量、电网电能质量和经济性、用户充电需求为约束条件,确定充电站的选址和容量;进一步地,提出了计及LCC的充电站优化规划模型,并采用量子遗传算法求解该模型。算例仿真表明,优化规划模型及其求解方法有效。     

基于改进免疫克隆选择算法的电动汽车充电站选址定容方法

随着电动汽车渗透率的提高,充电基础设施规划应更加科学、合理,提出一种基于改进免疫克隆选择算法的电动汽车充电站选址定容方法。首先,分析充电站的容量、位置和服务范围之间的关系,以充电站的覆盖率和重合度、规划区域内的功率以及充电站的充电功率为约束条件,建立以充电站年总成本最小为目标的充电站选址定容模型。然后,提出一种抗体间亲和力的计算方法以及多项式变异对免疫克隆选择算法进行改进,使其更适用于电动汽车充电站选址定容模型的寻优迭代求解。最后,利用MATLAB进行算例分析,结果验证了模型和算法的有效性。     

基于城市交通网络信息的电动汽车充电站最优选址和定容

针对电动汽车充电站规划问题,给出两步搜索的电动汽车充电站选址定容的分析方法,提出电动汽车充电站选址的最优数学模型。基于城市道路信息,得出充电站最优位置分布,采用Voronoi图划分每个充电站所服务的负荷区,根据每个充电站所服务的充电负荷设计其容量。算例分析验证了规划方法的有效性和实用性。     

电动汽车充电站多阶段选址规划

电动汽车充电站作为电动汽车运营所需的配套设施,其建设时间、位置与规模对电动汽车的推广有着重要意义。现有研究将电动汽车充电站的规划选址作为一个静态规划问题处理,忽视了电动汽车充电站的建设时间,因此提出了一种电动汽车充电站选址的多阶段规划模型,并应用伪动态规划的思想求解该模型。首先提出了一种计及电动汽车充电站投资成本、运行维护成本以及用户充电损耗费用的多阶段规划模型;其次在准确预测各阶段充电需求的基础上,通过遗传算法确定规划期末的规划方案;最后通过动态规划逆序解法获得各阶段的规划方案,算例分析验证该方案的优越性。     

城际高速路网中光储充电站的定容规划

针对大规模电动汽车在城际间出行时的充电问题,提出了城际光储充电站的定容规划方法。首先,通过构筑城际高速路网充电引导系统架构,从而实现对电动汽车和光储充电站信息的实时有效耦合。其次,基于城际高速路网车流量的统计分布数据,结合电动汽车利用充电引导系统后的充电决策,兼顾用户和光储充电站双方利益,优化了光储充电站内充电机的数量。然后,根据各站光照条件、负荷水平,优化配置光储设备容量,并且结合分时电价,提出光储充电站内能量交换策略,以提高光伏消纳水平,从而进一步节省光储充电站的设备投资、运行维护成本。最后,在含有30个光储充电站的高速路网中对所提方法进行仿真验证。结果表明,所提出的定容规划方法显著降低了光储充电站的日均寿命周期成本,且有效兼顾了用户出行体验。     

城区电动汽车充电站布局规划研究

电动汽车的大量推广必须以科学合理的充电设施规划为基础。提出一种城区电动汽车充电站布局规划方法。首先,在城区电动汽车快充需求分布预测基础上,以充电站内充电机数量、充电站与快充需求点间距离以及充电站间距离为约束,充电站社会年总成本最小为目标,建立兼顾充电站、电动汽车用户以及电网三方利益的充电站选址定容模型。然后,采用Voronoi图联合改进粒子群算法对模型进行求解。通过Voronoi图划分充电站服务区域,再利用改进粒子群算法进行全局寻优,得到规划区域内充电站选址定容最优方案。最后,以某城区为例进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

基于实物期权的电动汽车充电站投资决策评估研究

目前关于电动汽车充电站建设的研究局限于选址和定容,考虑投资风险并进行长期规划的研究较少。为避免传统投资决策方法忽略不确定性的投资风险,提出基于实物期权的电动汽车充电站投资决策评估方法。首先,针对充电站投资的收益进行分析,提出充电站投资收益具有多重不确定性;然后,在B-S模型基础上嵌套充电量波动和充电站成本变动的波动率模型;最后,通过对不同区域充电站投资的实物期权价值进行仿真分析,验证了模型的有效性。     

电动汽车充电站规划模型及评价方法

电动汽车充电站是电动汽车相关基础设施的重要组成部分,也是电动汽车未来大规模应用的必要前提。首先用网格法确定规划区充电站站址,并提出了负荷率控制系数和充电负荷密集区等概念,接着建立了充电站规划模型和充电站盈利模型。运用充电站负荷率、投资回收期、充电行驶里程和综合满意度4类评价指标对充电站的选址与整体经济性进行了评价。案例分析表明了规划方法的有效性和适应性。     

基于山地城市电动汽车负荷特性的充电设施规划

针对山地城市电动汽车充电站的规划需求,研究了山地城市道路特性,改进了充电负荷预测与充电站规划方法,主要包括：研究了山地城市道路空间特性,建立了电动汽车单车耗电模型;分析了山地城市单车耗电特性对充电负荷时空分布的影响,结合改进Floyd最短路径算法建立了群体充电负荷预测模型;考虑了充电负荷时空分布受充电站选址的影响,提出负荷预测与充电站规划迭代计算方法;以充电负荷时间维度波动更小与空间分布更均衡为目标,提出了新型山地城市充电站规划方法。通过遗传算法Matlab仿真求解表明,上述建模方法能够实现对山地城市充电站的更合理规划：一方面,显著降低电动汽车充电负荷波动;另一方面,使得各站充电负荷更加均衡。     

基于改进向量序优化算法的V2G电动汽车充电站规划方法

电动汽车的充电负荷将极大影响配电网的安全稳定运行,提出一种基于改进向量序优化算法的V2G电动汽车充电站规划方法。首先,对电动汽车可调用的动态功率进行建模;然后构建考虑充电站全寿命周期成本和配电网安全经济运行的多目标规划模型;在此基础上,提出一种基于分散优化理论的改进向量序优化算法,求解得到最优规划方案。最后,以IEEE33节点配电系统为算例,验证了本文方法的有效性和科学性。     

考虑网络转移性能的城市快速充电网络规划

针对当前充电站规划布局研究未考虑电力系统和交通系统的深度交互以及用户在充电站之间的转移问题,提出了一种考虑网络转移性能的城市快速充电设施规划方法。首先,结合充电站的多重属性,分析了充电网络、用户出行特性、交通路网和配电网之间的耦合交互关系,并进一步基于复杂网络分析了用户的出行规律;其次,分别构建了考虑道路流量水平约束的充电网络模型和基于用户多样决策的站间转移行为模型;再次,以兼顾电动汽车充电站运营商、电动汽车用户以及配电网的全社会年成本建立充电站选址定容模型;在此基础上,采用基于小世界网络模型交互的粒子群优化算法进行求解,通过在粒子之间构建小世界网络拓扑结构实现信息的交互和传递,并根据粒子的多样性自适应调整粒子间的重连概率;最后,通过实际算例验证了所提规划模型和优化算法的有效性。     

电动汽车充电站规划布局与选址方案的优化方法

在兼顾充电站运营者和电动汽车用户双方利益的前提下,提出了一种基于全社会成本最小化的充电站规划布局的优选模型。在充分考虑路网结构、车流信息和用户路程损耗等影响因素的情况下,提出了充电站选址定容的优化方法。该方法以路口节点的交通流量来表示路网中的车流情况,以权重来反映车流密度对充电站服务范围的影响,以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标进行选址,并利用加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分。最后,以全社会成本最小为目标从多种规划方案中选择最优方案作为规划区充电站最终的规划方案。算例表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性。     

光-储一体电动汽车充电站储能规划

为合理规划电动汽车充电站资源,提出计及多种客观因素的光-储一体电动汽车充电站储能优化配置方法。首先,对电动汽车充电站进行建模;然后,建立计及用户出行特性、季节与排队因素影响的电动汽车充电负荷预测模型,并提出计及环境温度影响的储能系统寿命衰减模型;最后,以充电站成本-收益最优为目标建立储能双层优化配置模型,在内层优化中考虑其边际寿命损耗成本。算例结果表明,所提储能规划方法在满足电动汽车充电需求的同时,可实现充电站运营效益提升。     

基于已有充电站调整的电动汽车充电站选址研究

针对充电站选址决策中未考虑已有充电站调整对新建充电站选址的影响这一问题,提出一种基于已有充电站调整的电动汽车充电站选址模型。首先,引入中间变量构造分段非线性函数来描述已有充电站和新建充电站之间的关系;然后,以最小化充电站投资总成本和用户充电距离的综合偏离函数作为目标函数,构建基于已有充电站调整的电动汽车充电站选址模型;最后,通过仿真实验验证了本文所构建模型的有效性和合理性。仿真结果表明:在电动汽车充电站选址过程中考虑已有充电站的调整,可以有效降低规划成本和网损成本;已有充电站调整类型和新建充电站选择方案与规划者对充电距离和成本的偏好程度有关。