(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 202210884943.X (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 天津大学 地址 300071 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 杨挺　张剑　蔡绍堂　孙久龙　 蔡亦斌　车延博　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 王雨晴 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06F 16/901(2019.01)G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种考虑配网侧电能质 量的电动汽车充电 站选址定容方法 (57)摘要 本发明涉及一种考虑配网侧电能质量的电 动汽车充电站选址定容方法， 包括如下步骤： 步 骤1、 建立充电站的建设及维护、 充电站的配网损 耗和电动汽车用户侧的经济损失的三项指标的 总成本的目标函数； 步骤2、 结合加权Voronoi图 和模拟退火免疫粒子群算法的数据处理方式求 解步骤1所建立的总成本函数模型对应的最优 解， 得到最优的选址定容规划方案。 本发明能够 精确有效地对电动汽车充电站的选 址定容。 权利要求书4页 说明书11页 附图3页 CN 115238998 A 2022.10.25 CN 115238998 A 1.一种考虑配网侧电能质量的电动汽车充电站选址定容方法， 其特征在于： 包括如下 步骤： 步骤1、 建立充电站的建设及维护、 充电站的配网损耗和电动汽车用户侧的经济损失的 三项指标的总成本的目标函数； 步骤2、 结合加权Voronoi图和模拟退火免疫粒子群算法的数据处理方式求解步骤1所 建立的总成本函数模型对应的最优解， 得到最优的选 址定容规划方案 。 2.根据权利要求1所述的一种考虑配网侧电能质量的电动汽车充电站选址定容方法， 其特征在于： 所述 步骤1的总成本的目标函数为： 其中， 充电站充电设备的初期投资建设费用(s1i)与保证充电站能够正常运行的后期维 护费用(s2i)属于充电站的建设和维护成本； 用户的总充电费用(s3i)与用户每年充电的额 外损耗成本(s4i)属于电动汽车用户侧的经济损失； 其余部分为配网侧的损耗， 包括配网侧 的网损(s5i)、 谐波带来的配网侧经济损失(s6i)、 负荷波动带来的经济损失和配网侧电压偏 移造成的经济损失(s7i)； 所述充电站充电设备的初期投资 建设费用(s1i)的计算公式为： 其中， 对每一个充电站i， ei是所需要购买的变压器的个数， mi是所需要购买的充电机的 个数； a和b分别是每一个变压器和充电机的价格； ci是土地费用和基建费用， r0为贴现率， z 是运行年限； 所述保证充电站能够正常运行的后期维护费用(s2i)的计算公式为： s2i＝(eia+mib+ci)η               (3) 其中， η为比例因子； 所述用户的总充电费用(s3i)的计算公式为： s3i＝p·Qi·365                (4) 式中， 对某一充电站i， Qi是这一充电站涵盖的用户在一天中的充电需求量的平均值， p 是单位负荷量的充电 电价； 所述用户每年充电的额外损耗成本(s4i)的计算公式为： s4i＝h1+h2                 (5) 其中， h1和h2分别为用户在充电路程中所产生的空驶电量损耗成本和时间损耗； 电动汽车在通往充电站的途中所消耗的电量， 即空驶电量 年损耗为： 式(6)中， 对某一充电站i， ∑Li是充电站i服务范围内所有充电需求点到充电站的距离 之和， g为电动汽车 单位电量的行驶里程； 用户的时间损耗成本h2包括两个部分： 路途中的时间损耗h21和在充电站排队等候所带 来的的时间损耗h22；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115238998 A 2路途中的时间损耗h21为： 式中， qa为用户的出 行时间价 值； v为电动汽车的平均速度； 假设电动汽车在充电站的充电过程属于多服务台模型， 则可以计算出相应的平均一天 内的排队时间为： 其中， 对每一个充电站i， 对应的充电时间期望 Hi为： 式(9)中， p0是一个固定的值， 表示所有 充电桩均处于闲置状态的概 率； 式(10)中， 在某一个充电站内， δ为充电站所接纳的日数目， p为充电站服务强度， q为单 车日快充概 率； s为总充电桩的个数； 由单位天数 所占用的排队时间， 可以计算出总的排队损耗成本为： h22＝365·qa·t1                (11) 进而求出总的时间损耗成本： h2＝h21+h22                 (12) 所述配网侧的网损(s5i)的计算公式为： s5i＝365·tCD·p·Ppw              (13) 其中， tCD是充电站在一天中的总充电时间； p为单位负荷量的电价； Ppw为网损相关功率 为： 公式(14)中Ppw表示配网的功率损耗； N为总的节点的数量； 对于任意的两个节点i和j， Ui和Uj分别是节点i和节点j的电压， Gij是节点i,j之间的电导； δij是节点i,j之间的功角差 值； 所述谐波带来的配网侧经济损失(s6i)的计算公式为： s6i＝Me+Mx+Mc+Ml             (15) 其中， Me、 Mx、 Mc和Ml分别为变压器、 线路和电容、 电感在谐波影响下的经济损失， 其计算 公式为： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115238998 A 3