考虑“车-路-站-网”多主体交互的光储充电站选址定容与运营策略研究.pdfVIP

摘要

随着电动汽车市场规模的不断扩大，充电站的规划运营也成为研究热点。光储

充电站作为城市充电网络中充电站布局的重要形态，其规划运营策略影响着电动

汽车用户、交通网、充电站、配电网等多主体的利益。在“车-路-站-网”多主体耦

合交互程度不断加深的情况下，对区域内光储充电站进行合理选址定容并制定运

营策略，不仅有助于提升用户充电体验，提高区域内光储充电站的整体收益，避免

交通网路段阻塞和大规模电动汽车接入配电网带来的冲击影响，更能实现电力、交

通、经济、环境的协调发展，符合“双碳”目标与可持续发展等重大国家战略需求。

针对目前充电负荷预测研究中对于“车-路-站-网”多主体交互关系以及用户出

行特性考虑不全的问题，本文首先建立了交通网与配电网的理论模型并分析其关

联关系，选取西南地区某城市核心区域提出实际的交通网-配电网耦合模型。接着

对不同类型电动汽车与区域职能进行了详细划分，建立相关出行链与OD概率矩

阵，对电动汽车的出行特性进行深入探究。通过仿真得到电动汽车充电负荷时空分

布预测情况，为进一步的选址定容与运营策略建立基础。

选址定容是光储充电站规划中的核心问题，光储充电站运行效率的高低直接

影响其整体收益以及配电网的稳定性与经济性，然而目前对于选址定容的研究未

考虑到运行效率这一重要指标。因此，本文对光储充电站的运行损耗进行机理分析，

提出运行效率评估指标。建立以车网需求最佳、经济效益最高、运行效率最高为目

标函数的光储充电站选址定容多目标优化模型，并基于NSGA-II与熵权-TOPSIS

法对该模型进行求解。应用于某典型光储充电站运营场景进行仿真，验证该方法得

出的最佳选址定容方案在经济效益与配电网安全运行等方面的有效性与优越性。

随着充电需求与充电站供应密度的快速上升，由大量光储充电站构建的区域

充电网络中也呈现新的竞争关系，研究竞争背景下的区域内充电站运营策略十分

必要。本文探究了不同类型用户对于充电站的理性决策行为，通过实用性理论建立

各时段充电站吸引力效用函数模型。通过充电站聚合商建立区域内光储充电站的

合作联盟模型，对充电站的动态定价策略进行合作博弈获取额外收益，并使用修正

Shapley值模型对产生的额外利益进行科学分配。通过仿真验证该方法能够提高充

电站收益、降低用户成本，符合“车-路-站-网”多主体的共同利益。

关键词：光储充电站，运行效率，选址定容，合作博弈，负荷预测

ABSTRACT

Astheelectricvehiclemarketgrows,planningandoperatingchargingstationshas

becomeakeyresearcharea.Photovoltaicenergystoragechargingstationsarecrucialin

urbanchargingnetworks.Theirplanningandoperationalstrategiesimpactelectric

vehicleusers,trafficnetworks,chargingstations,anddistributionnetworks.Withthe

deepeninginteractionamongvehicles-roads-stations-powergirdpropersitingandsizing,

alongwithoperationalstrategies,arevital.Thesemeasuresenhanceusercharging

experiencesandincreasetherevenueofphotovoltaicenergystoragechargingstations.

Theyalsopreventtrafficcongestionandreducetheimpactofelectricvehiclesonthe

distributionnetwork.Moreover,theyarevitalforachievingcoordinateddevelopmen