(19)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 202210867695.8 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 东南大学溧阳研究院 地址 213300 江苏省常州市溧阳市昆仑街 道泓口路218号A幢428室 （江苏中关村 科技产业园内） 申请人 南京东博智慧能源研究院有限公司 (72)发明人 刘盼盼　章锐　张之轩　周吉　 钱俊良　邰伟　 (74)专利代理 机构 南京鑫之航知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 32410 专利代理师 汪庆朋 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 基于路电耦合与低碳约束的电动汽车充电 桩容量规划方法 (57)摘要 本发明涉及基于路电耦合与低碳约束的电 动汽车充电桩容量规划方法， 包括： 采集电动汽 车运行数据、 充电站运营成本数据和配电网变化 数据； 根据采集的数据得出EV出行信息和路况信 息， 基于EV出行信息和路况信息对EV充电负荷时 空分布进行计算， 计算出每一耦合节 点的时刻功 率； 构建以EV充电站的最小 年支付成本作为EV充 电站经济优化的容量规划目标函数； 确定经济约 束、 电量冗余度约束、 电网稳定约束、 容量冗余约 束以及能源和碳排放约束； 基于路电耦合和低碳 约束的EV充电站优化规划模型， 得到最优的充电 桩容量值。 本发 明通过计算出各个充电桩的容量 最优规划， 以解决大规模EV无序充电引发的电网 问题。 权利要求书4页 说明书6页 附图2页 CN 115115268 A 2022.09.27 CN 115115268 A 1.基于路电耦合与低碳约束的电动汽车充电桩容量规划方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： 步骤(1)： 采集电动汽车运行 数据、 充电站运营成本数据和配电网变化数据； 步骤(2)： 根据步骤(1)采集的数据得出EV出行信息和 路况信息， 基于所述EV出行信息 和路况信息对EV充电负荷时空分布进行计算， 计算出每一耦合节点的时刻功率； 步骤(3)： 构建以EV充电站的最小年支付成本作为EV充电站经济优化的容量规划目标 函数； 步骤(4)： 确定经济约束、 电量冗余度约束、 电网稳定约束、 容量冗余约束以及能源和碳 排放约束； 步骤(5)： 基于路电耦合和低碳约束的EV充电站优化规划模型， 采用粒子群算法PSO来 求解， 得到最优的充电桩容 量值。 2.根据权利要求1所述的基于路电耦合与低碳约束的电动汽车充电桩容量规划方法， 其特征在于， 根据步骤(1)采集的数据得 出EV出行信息和路况信息； 将待研究的区域地图简化为主干道路网拓扑， 将s个含充电桩/站的主干道交叉点抽象 为路网节点{R1,…,Ri,…,Rs}， 路况信息用距离矩阵D表示相邻两个节点间的道路距离， 如 下式所示： 式中， 矩阵D中每个元素Dij的值表示节点Ri与Rj间道路距离， Dij＝0时表示节点重合， Dij ＝∞时表示节点 不直接相连； 出行信息用概率矩阵M表示； 根据城市城 区车流量统计数据得到辆车在t时刻出现在Ri 位置的概 率矩阵M为： 式中， T为总采样时间， 矩阵各列元 素之和均为1。 3.根据权利要求2所述的基于路电耦合与低碳约束的电动汽车充电桩容量规划方法， 其特征在于， 步骤(2)中， 所述每一耦合节点的时刻功率计算方法如下： 以变电站作为电网节点{Z1,…,Zm,…,Zl}， 其中Z1为第1个电网节点， Zm为第m个电网节 点， Zl为第l个电网节点； 定义符号 表示耦合运算， 定义||Zm‑Ri||为第i个路网节点Ri与第m个电网节点Zm之间 的距离； 定义耦合节点{C1,…,Cx,…,Cl}， 其中， C1为第1个耦合节点， Cx为第x个耦合节点， Cl权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115115268 A 2为第l个耦合节点， Ri为第i个路网节点； 依据主次性原则， 耦合节点数量与电网节点数量相同； 耦合计算方法如式(1)所示： 其中， i为路网节点编号， s为含充电桩/站的主干道交叉点个数， t为时刻； 第x个耦合节 点Cx由第m个电网节点Zm与k个路网节点耦合得到； Zm′表示距离路网节点Ri最远的电网节点； 为所有与第m个电网节点Zm耦合的路网节点中最大EV聚合充电功率之和； 为 第m个电网节点Zm中电动汽车以外负荷的最大用电功率， 二者之和 必须小于第m个电网节点 Zm的额定功率 每一耦合节点的时刻功率的计算方法如式(2)所示： 式中： 为第x个耦合节点Cxt时刻功率， 为k个路网节点t时刻电动汽车聚 合充电功率之和， 为电网节点t时刻非电动汽车负荷功率。 4.根据权利要求3所述的基于路电耦合与低碳约束的电动汽车充电桩容量规划方法， 其特征在于， 步骤(3)中， 将EV充电站的最小年支 付成本作为EV充电站经济优化的容量规划 目标函数； EV充电站的最小年支付成本mi nC的计算方法如式(3)所示： 式中： C为EV充电站的年支付成本； minC为EV充电站的最小年支付成本； C1、 COP、 COM分别 为EV充电站的年均投资成本、 年运行 成本、 年维护成本； 是基于国家标准制定的充电企 业指标成本； EV充电站的年均投资成本 C1的计算方法如式(4)所示： 式中： η为贴现率； T为规划周期； C1,cp为单个充电桩的投资成本； ncp为单一充电站的充 电桩数量； C1,DT为单位容量配电变压器的投资成本； C1,o为其他配套设备的投资成本； SDT为 配电变压器的容 量； EV充电站的年 运行成本 COP的计算方法如式(5)所示： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115115268 A 3