(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111491949.2 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 国网宁夏电力有限公司经济技 术研 究院 地址 750010 宁夏回族自治区银川市金凤 区后海路与凤舞街交叉口国家电网 CBD大楼 (72)发明人 车彬　党东升　马艳霞　张玮琪　 张泽龙　杨钊　齐彩娟　屈高强　 (74)专利代理 机构 南京灿烂知识产权代理有限 公司 323 56 代理人 安士影 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划 方法 (57)摘要 本发明提出一种考虑光伏耦合的充电网络 规划的方法， 包括如下步骤： 步骤1： 建立电动汽 车续航能力模型； 步骤2： 建立电动汽车交通行为 模型； 步骤3： 基于步骤1和步骤2， 抽取电动汽车 容量及其时空分布样本集； 步骤4： 通过聚类优化 确定充电站选址； 步骤5： 利用排队算法确定充电 设施容量与数量； 步骤6： 进行光伏 ‑电动汽车充 电网络联合优化规划。 该方法以电动汽车充电网 络投资建设成本最小化为目标， 考虑了充电负荷 供需平衡、 电动汽车充电站 选址定容等交通网络 约束， 电动汽车充电站接入配电网电气系统、 配 套光伏发电系统等电力网络运行约束条件， 用于 给定区域内电动汽车充电站及其配套光伏发电 系统的联合 规划布局。 权利要求书3页 说明书12页 附图1页 CN 114169609 A 2022.03.11 CN 114169609 A 1.一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 基于电动汽车电池容 量状态的随机分布特性， 建立电动汽车续 航能力模型； 步骤2： 基于电动汽车时空分布的随机特性， 建立电动汽车交通行为模型； 步骤3： 基于电动汽车续航能力和交通行为模型， 抽取电动汽车容量及其 时空分布样本 集； 步骤4： 基于电动汽车容量及其时空分布样本集， 考虑续航能力约束， 通过聚类优化确 定充电站选 址； 步骤5： 基于充电站选 址， 利用排队算法确定充电设施容 量与数量； 步骤6： 基于充电站选 址定容方案， 进行光伏 ‑电动汽车充电网络联合优化 规划。 2.根据权利要求1所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤1包括如下步骤： 步骤1.1： 通过概率分布函数量化描 述各种类 型电动汽车的电池 最大容量Crate的随机特 性； 步骤1.2： 用概率 分布函数量化描 述高速公路入口处电池存储电量的百分数SOCi和电动 汽车需要 充电时电池电量的百分数SOCc的随机特性； 步骤1.3： 拟合电动汽车最大 行驶路程Tanmc与电池最大容 量Crate的关系； 步骤1.4： 基于电动汽车最大行驶路程Tanmc与电池最大容量Crate的关系， 构建电动汽车 续航能力模型。 3.根据权利要求2所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤1.1中概率分布函数选用带上下界的正态分布或伽 马分布， 步骤1.2中概率分布 函数也 选用带上下界的正态分布或伽马分布。 4.根据权利要求2所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于： 汽车最大 行驶路程Tanmc与电池最大容 量Crate呈线性关系， 电动汽车续 航能力模型为： Tanac＝ η·(SOCi‑SOCc)·Tanmc    (1) Tansc＝ η·SOCc·Tanmc                 (2) 其中， Tanac表示电动汽车从进入高速公路到需要 充电能行驶的路程； η是一个效率 参数， 用于表示电动汽车在加速减速过程中的能量消耗； SOCi表示高速公路入口处电池 存储电量的百分数； SOCc表示电动汽车需要 充电时电池电量的百分数； Tansc表示电动汽车在SOCc下行驶的路程。 5.根据权利要求4所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤2具体包括： 高速公路上共有g个出入口， OD矩阵A表示用户起点与终点的电动汽车的数量矩阵， OD 矩阵A中元素auv表示从入口u到出口v的电动汽车的数量， 概率OD矩阵P表示用户起点与终点 的电动汽车数量占比， 概率OD矩阵P中每个元素puv表示从入口u到出口v的电动汽车数量占 总数量的比例， 满足 行驶开始时间ts的随机特性由实际调查数据得到的概 率分布函数量 化描述。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114169609 A 26.根据权利要求5所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤3包括如下步骤： 步骤3.1： 抽取电动汽车样本， 记 录该样本对应的电池 最大容量Crate、 高速公路入口处电 池存储电量的百分数SOCi和需要充电时电池电量的百分数SOCc； 步骤3.2： 已知电池最大容量Crate， 根据电动汽车最大行驶路程Tanmc与电池最大容量 Crate的拟合关系计算电动汽车最大行驶路程Tanmc， 进而计算电动汽车在SOCc下能行驶的路 程Tanac； 步骤3.3： 基于OD矩阵对电动汽车用户的交通行为进行蒙特卡罗抽样， 建立电动汽车交 通行为空间分布样本集； 即获得每个样本下该电动汽车 的出发地、 目的地位置以及相 应的 行驶距离； 步骤3.4： 基于电动汽车行驶开始时间ts的概率分布函数进行蒙特卡罗抽样， 确定各电 动汽车的行驶 开始时间ts。 7.根据权利要求6所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤4包括如下步骤： 步骤4.1： 根据电动汽车的行驶里程约束确定候选站址集合， 约束包括 ①电动汽车在任 何一个长度超过其行驶里程的路段上至少充电一次： ②电动汽车的充电需求 发生在建有充 电站的交通网节点； 步骤4.2： 根据蒙特卡洛模拟中计算出的Tansc分布， 确定充电站服务半径SR， 采用SNN聚 类算法， 在候选站点 集合中确定充电站选 址。 8.根据权利要求7所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤5通过充电站内的充电功率需求进行判断， 具体的： 充电站内的充电功率需求 为： 其中， 是候选站址i内电动汽车平均充电功率； 是单个充电桩的充电功率； Tk为第k种电动汽车的充电服 务时间； λr,k是OD对r中的第k种电动汽车交通 流量； γr,i,k表示属于r的第k类电动汽车在充电站i是否充电的0 ‑1变量， γr,i,k＝1表示充电， γr,i,k＝0表示不充电； 当所有电动汽车充电需求均得到满足， 此时 反之， 当系统过载， 部分电动汽 车充电需求无法得到满足， 9.根据权利要求8所述的一种考虑光伏耦合的电动汽车充电站规划方法， 其特征在于， 步骤6具体操作为： 步骤6.1： 输入电动汽车充电站的负荷特性数据、 光伏发电典型场景数据、 光伏电站建 设改造成本、 分时电价、 惩罚因子；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114169609 A 3