一种高速公路链式微网光储充容量优化配置方法、设备及介质

本申请涉及高速公路电能配置领域，特别是涉及一种计及负荷时空特性的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法、设备及介质。

背景技术：

1、电动汽车保有量不断攀升，因充电设施建设速度相对滞后，难以满足电动汽车数量的快速增长，导致充电难的问题日益凸显，尤其在高速公路服务区更为突出。因此，在高速公路供电网络新建及改造过程中，兼顾电动汽车用户和充电站建设方的共同利益，对高速公路“光-储-充”一体化充电设施进行合理配置，对解决电动汽车在高速公路充电难、排队拥堵问题至关重要。

2、目前，针对高速公路充电设施配置问题的研究主要集中在高速公路“光-储-充”一体化充电设施选址定容和高速公路电动汽车充电策略两个方面。针对高速公路充电设施配置问题，通常根据交通流预测电动汽车充电负荷，随后以建设成本最小化为目标，通过求解优化模型，确定充电设施的最优选址及最优容量；或是从用户的角度出发，制定电动汽车的最优充电策略。此类研究存在两方面的问题：一是相关算例大多集中在以环形为主的城市快速路网上，很少涉及长链式高速路网。高速公路链式微网在结构上沿高速公路呈长链式延伸，空间跨越范围大，具有“点多线长”和不闭合的特点。与传统城市交通的环网供电系统相比，这一网络的供电可靠性较低。二是相关研究仅考虑投资方的建设成本或是单一地从消费者的角度考虑问题，很少综合考虑双方的利益进行规划。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种高速公路链式微网光储充容量优化配置方法、设备及介质，可解决荒漠地区高速公路电动汽车充电难的问题，通过优化高速公路光储充容量配置，在满足电动汽车电能供应的基础上减少成本支出，同时减少电动汽车的充电排队时间。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供了一种高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，包括：

4、构建高速公路链式微网模型；所述高速公路链式微网模型中包括多个节点；多个节点分为收费站节点和服务区节点；所述服务区节点设有光伏发电模块、储能模块及充电桩；

5、基于所述高速公路链式微网模型，对高速公路车流量及车流荷电状态分布进行模拟，得到每个服务区节点的电动汽车驶入率、车流量及充电负荷量；

6、根据每个服务区节点的电动汽车驶入率及车流量，确定每个服务区节点处电动汽车的平均等待时间；

7、根据每个服务区节点的充电负荷量及每个服务区节点处电动汽车的平均等待时间，以综合成本最小为目标，以节点源储充数量、节点源储充容量及平均等待时间为约束，建立高速公路链式微网光储充容量优化模型；所述综合成本包括建设成本、维护成本及等待时间成本；

8、对所述高速公路链式微网光储充容量优化模型求解，得到高速公路服务区光储充容量配置的最优方案。

9、第二方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法。

10、第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法。

11、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

12、本申请提供了一种高速公路链式微网光储充容量优化配置方法、设备及介质，通过构建高速公路链式微网模型，适用于供电环境相对较差的长链式高速路网，考虑到电动汽车充电负荷在时空分布上具有较强的随机性，通过对高速公路车流量及车流荷电状态分布进行模拟，能够准确预测电动汽车充电负荷，从用户端进行考虑，将电动汽车的充电排队时间纳入优化范围，在目标函数层面兼顾消费者与投资方的共同利益，综合考虑电动汽车车主充电等待时间成本和“光-储-充”供电系统建设与维护成本，建立高速公路链式微网光储充容量优化模型并求解，实现了高速公路链式微网光储充容量配置的优化，在满足电动汽车电能供应的基础上减少了成本支出，同时减少了电动汽车的充电排队时间。

技术特征：

1.一种高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，所述高速公路链式微网光储充容量优化配置方法包括：

2.根据权利要求1所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，构建高速公路链式微网模型，具体包括：

3.根据权利要求1所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，基于所述高速公路链式微网模型，对高速公路车流量及车流荷电状态分布进行模拟，得到每个服务区节点的电动汽车驶入率、车流量及充电负荷量，具体包括：

4.根据权利要求1所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，根据每个服务区节点的电动汽车驶入率及车流量，确定每个服务区节点处电动汽车的平均等待时间，具体包括：

5.根据权利要求4所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，采用公式λ＝αq(xi,t)确定泊松参数；

6.根据权利要求1所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，所述高速公路链式微网光储充容量优化模型的目标函数为：

7.根据权利要求1所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，所述高速公路链式微网光储充容量优化模型的约束条件为：

8.根据权利要求1所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法，其特征在于，采用自适应粒子群算法对所述高速公路链式微网光储充容量优化模型求解。

9.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-8中任一项所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的高速公路链式微网光储充容量优化配置方法。

技术总结本申请公开了一种高速公路链式微网光储充容量优化配置方法、设备及介质，涉及高速公路电能配置领域，该方法包括：构建高速公路链式微网模型；基于高速公路链式微网模型，对高速公路车流量及车流荷电状态分布进行模拟；根据每个服务区节点的电动汽车驶入率及车流量，确定每个服务区节点处电动汽车的平均等待时间；根据每个服务区节点的充电负荷量及每个服务区节点处电动汽车的平均等待时间，以综合成本最小为目标，以节点源储充数量、节点源储充容量及平均等待时间为约束，建立高速公路链式微网光储充容量优化模型，并求解得到光储充容量配置的最优方案。本申请在满足电动汽车电能供应的基础上减少了成本支出，同时减少了电动汽车的充电排队时间。技术研发人员：李帅兵,朱宇辰,谭九鼎,康永强,李欣,李明澈,马喜平,曹文炅,邱哲受保护的技术使用者：兰州交通大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14