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面向电动汽车充电需求的充电站与配电网规划
| 论文题名： | 面向电动汽车充电需求的充电站与配电网规划 |
| 关键词： | 充电站规划;配电网规划;电动汽车;充电需求;双层规划 |
| 摘要： | 电动汽车作为解决化石能源短缺、环境污染和新能源消纳等问题的重要途径得到了广泛的重视和快速发展，对交通网和电力网的运行都带来了不可忽视的影响。充电站的配置是有关这种影响的主要因素，而充电站的配置又会引发对配电网进行升级改造的需求。本文针对电动汽车的应用和发展，研究充电站和配电网的优化规划问题，主要内容包括： 分析对充电需求的影响因素，建立充电需求预测模型。考虑交通路网拓扑结构、交通节点坐标、道路长度及限速度等信息建立交通网模型；考虑电动汽车的出行时间特征量、空间特征量、状态转移概率矩阵，应用蒙特卡洛方法建立交通需求模型；考虑车速-流量关系、耗电-距离关系和电动汽车用户的充电决策建立充电需求模型。基于以上模型，模拟电动汽车出行、行驶和充电等行为，记录充电需求发生的时间和位置，得到充电需求的时空分布。在此基础上，分析充电需求时空分布，确定充电站候选站址和数量范围。 针对充电站配置和配电网升级改造问题，提出了一种双层规划模型。上层规划以充电站建设投资、运行成本、电动汽车用户成本、网损成本之和最小为目标，考虑充电需求、充电站间距离和交通耗时指数等约束，采用遗传算法求解得到充电站位置和容量。在上层规划的基础上，下层规划以配电网新建扩容和网损成本之和最小为目标，考虑配电网功率平衡、运行约束及新建扩容可选方案等约束，应用Cplex求解得到配电网新建扩容方案并传递给上层。上下层规划交替进行，反复迭代，当前后两次迭代得到的目标函数值之差都在预设的范围内，得到规划的解。 通过31节点交通路网和33节点配电网耦合系统验证了所提模型和采用算法的有效性。 |
| 作者： | 李瑾 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张学军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山西大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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