[发明专利]一种光储充一体化公交充电场站选址方法

说明书

本发明公开了一种光储充一体化公交充电场站选址方法，包括：基于历史天气数据和太阳辐照度数据，构建随机光伏发电输出功率场景集合；基于公交运营数据确定公交每小时发车频率；构建光储充一体化公交充电场站选址优化模型；采用L‑型分解算法求解光储充一体化公交充电场站选址优化模型；检验L‑型分解算法是否满足终止条件。本发明旨在最小化充电设施建设成本、公交车辆充电成本以及碳足迹成本的加权总和。基于该选址方法可以为公交运营方取得一定的社会与经济效益。

技术领域

本发明涉及公共交通规划与管理技术领域，更具体的说是涉及一种光储充一体化公交充电场站选址方法。

背景技术

光储充一体化公交充电场站是指依托于光储充一体化充电设施的公交充电场站。光储充一体化充电设施包括光伏发电系统、储能系统、充电桩以及智能微电网管理系统。太阳能电池组件一般安装在建筑物屋顶、停车棚棚顶以及车库顶部等位置。储能系统的功能是存储太阳能电池板生产的电能。充电桩为三端口光伏并网型充电桩，可实现本地光伏发电系统与公共配电网对车辆的双重电能补给。智能微电网管理系统的功能是监测、诊断、管理光储充一体化充电设施。

在一般条件下，光储充一体化充电设施具有如下优势：(1)部分电能通过太阳能电池板以绿色低碳方式在需求侧就地产生，从而减少对电网的依赖；(2)电动汽车电池和储能系统能够共同缓解大规模光伏并网对配电网的负面影响；(3)通过对分时电价的动态响应可以降低公交运营方的充电成本。目前，基于光储充一体化充电设施的公共小汽车充电场站已经得到落地应用，并取得了显著的社会和经济效益。

然而，光储充一体化充电设施在公交领域却鲜有落地应用。主要原因之一是缺乏可以定量统筹社会效益与经济效益的光储充一体化公交充电场站选址方法。因此，如何提供一种科学且实用的光储充一体化公交充电场站选址方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光储充一体化公交充电场站选址方法,该方法充分考虑了光伏发电输出功率的不确定性。在历史天气数据、太阳辐照度数据以及公交运营数据的条件下，借用L-型分解算法处理大规模随机光伏发电输出功率场景下的光储充一体化公交充电场站选址问题，从而实现自动生成最优的光储充一体化公交充电场站选址方案。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光储充一体化公交充电场站选址方法，包括：

基于历史天气数据和太阳辐照度数据，构建光伏发电输出功率随机场景集合；

基于公交运营数据确定公交每小时发车频率；

基于公交每小时发车频率和光伏发电输出功率随机场景集合构建光储充一体化公交充电场站选址优化模型；

采用L-型分解算法求解光储充一体化公交充电场站选址优化模型，满足终止条件L-型分解算法终止。

优选的，构建光伏发电输出功率随机场景集合具体包括：

基于历史天气数据和太阳辐照度数据计算历史光伏输出功率；

基于历史光伏输出功率集合，构造光伏发电输出功率随机场景集合。

优选的，历史光伏输出功率计算公式为：

其中，T_cell表示太阳能电池温度，T_NOCT表示标称太阳能电池工作温度，ρ表示功率温度系数，P_r为光伏发电模块额定功率，Ψ_n表示太阳辐照度，T_a表示气温。

优选的，公交每小时发车频率由在始发站的公交车辆GPS数据和乘客刷卡数据确定。

优选的，光储充一体化公交充电场站选址优化模型为：