[发明专利]一种基于社区电动汽车充电站储能配置方法

说明书

本发明公开了一种基于社区电动汽车充电站储能配置方法，该方法在存量社区电动汽车充电站基础上配置储能系统，基于分时段电价，充电站运行数据，重点关注社区充电站运营商收益最大化，建立含储能全生命周期成本，变压器损耗成本，充储运营收益多目标函数，在储能最大充放电功率、充放电量等约束下，利用遗传优化算法获得一种经济性最优的储能运行方式并得到储能配置规格。本发明优化了社区用电结构，减少社区充电站运营商的用电成本，为现存充电站运营商提供一种后配置储能的经济性改造方法和运行方式。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站储能技术领域，具体属于一种基于社区电动汽车充电站储能配置方法。

背景技术

近年来，新能源电动汽车的技术水平得到了长足的进步和发展，同时新能源电动汽车作为能源有效利用和转型的一个关键环节，引起各行业广泛关注。然而，一方面新能源电动汽车的应用推广深受国内充电站密度小，用户充电难的制约，另一方面充电桩建设运营企业也受困于充电站运营模式和电力供应难题，两者在发展过程中相互牵制。同时，为减轻电网能量平衡的压力，提升现有电力系统的整体的利用效率，重点区域逐渐由一口制电价向峰谷平分时电价转变，部分区域内充电站白天峰平电成本随之增加，而电化学储能既可以作为负荷又可以充当电源，其差价套利模式，有助于平摊充电站电力成本，提升充电站运营商盈利能力。

CN106253315B公开了一种考虑电动汽车充电站可调度性的储能容量配置方法，在充电站充电功率预测数据基础上提出储能损耗和充电站联合调度策略，最终获得以储能投资和充放电损耗成本为最小的储能容量配置，该方法没有将可调度性放在首位，未考虑系统运营时的经济效益和变压器损耗等其他成本，在储能投入运行后，存在降低系统盈利能力的风险。

CN109888806A公开了一种含电动汽车的微电网储能优化配置方法，该方法基于多目标粒子群算法，在电网经济调度的时间尺度上构建以日运维成本，微电网调峰成本最小和日综合收益，电动汽车总收益最大为目标的配置模型，通过线性加权法将多目标转为单目标得到储能容量配置，该方法具有提高电动汽车投入电网进行有序充放电积极性的优点，然而相比较提升充电站有序充电积极性，在峰平谷电价确定的大电网区域和充电站运营的社区范围内，运营商更关注营收利益的最大化。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑社区配电变压器的利用率和损耗成本，减少电动汽车充电站的电力成本，提升系统整体运营盈利能力，从而增强生存能力的基于社区电动汽车充电站储能配置方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于社区电动汽车充电站储能配置方法，其特征在于，所述储能配置方法基于分时段电价和存量电动汽车充电站运行参数，建立含储能全生命周期成本，设备损耗成本，充储运营收益的多目标函数，在储能充放电功率限制，储能能量，储能充放电策略等约束条件，利用遗传算法求解，以经济性最优为目标求解储能容量配置。

优选的，所述储能全生命周期成本采用费用年值的方式计及电源投资成本，费用年值包括电源装置的一次性投资在寿命期内分摊到每年的费用与年运行维护成本之和，计算公式为：

式中：τ为年利率；y表示电源使用年限；β＝τ(1+τ)y/(1+τ)y-1为折现因子，将投资成本在寿命周期内进行年化；C_p表示储能系统单位功率成本；P_e表示储能系统额定功率；C_e表示电源单位能量成本；E_e表示额定能量，C_r1为单位功率(kW)运行维护费用，C_r2为单位容量(kWh)运行维护费用。

优选的，所述设备损耗成本为配电变压器的有功损耗，由固定损耗和可变损耗组成。固定损耗是变压器铁芯中的铁耗，与变压器的容量和电压有关；可变损耗是变压器绕组上的铜耗，与通过变压器的功率有关。

为简化计算，暂不考虑变压器电压的变化，则变压器有功损耗可表示为：