(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 202211169038.2 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区回龙观镇北农 路2号 (72)发明人 夏世威　张晓龙　王子铮　李晨　 王鹏　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 韩雪梅 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/28(2006.01)H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) (54)发明名称 计及能源自洽率的高速公路服务区微电网 规划方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种计及能源自洽率的高速公 路服务区微电网规划方法及系统， 属于高速公路 微电网规划技术领域， 先建立用于微电网规划的 多目标优化模 型， 该多目标优化模 型包括多目标 函数和约束条件， 多目标函数包括年投资效益目 标函数、 微电网运行效益目标函数、 用户排队等 待时间目标函数和微电网能源自洽率目标函数， 约束条件包括功率平衡约束、 分布式电源出力约 束、 储能设备出力约束、 电动汽车荷电量约束和 设备建设约束。 然后利用多目标优化算法对多目 标优化模型进行优化求解， 得到微电网的各个设 备的配置方案， 从而能够对微电网进行合理规 划， 实现能源自洽。 权利要求书6页 说明书11页 附图1页 CN 115239032 A 2022.10.25 CN 115239032 A 1.一种计及能源自洽率的高速公路服务区微电网规划方法， 其特征在于， 所述微电网 规划方法包括： 建立用于微电网规划的多目标优化模型； 所述多目标优化模型包括多目标函数和约束 条件； 所述多目标函数包括年投资 效益目标函数、 微电网运行效益目标函数、 用户排队等待 时间目标函数和微电网能源自洽率 目标函数； 所述约束条件包括功率平衡约束、 分布式电 源出力约束、 储能设备 出力约束、 电动汽车荷电量约束和设备建 设约束； 利用多目标优化算法对所述多目标优化模型进行优化求解， 得到微电网的各个设备的 配置方案； 所述设备包括微型燃气轮机、 光伏设备、 风电设备、 储能设备和充电桩； 所述配置 方案包括规划范围内每一服务区所安装的微型燃气轮机、 光伏设备、 风电设备和储能设备 的型号以及充电桩的数量。 2.根据权利要求1所述的计及能源自洽率的高速公路服务区微电网规划方法， 其特征 在于， 在所述建立用于微电网规划的多目标优化模 型之前， 所述微电网规划方法还包括： 建 立用于充电站规划的规划模型； 所述规划模型包括以充电站数量最少为目标的目标函数和 以充电需求得到满足为约束的约束条件； 对所述规划模型进行求解， 得到充电站的安装位 置。 3.根据权利要求2所述的计及能源自洽率的高速公路服务区微电网规划方法， 其特征 在于， 所述 规划模型为： ； ； 其中， 为服务区集合； 为表示服务区 j是否安装充电站的二进制变量； 为表 示服务区j能否覆盖充电需求 点i的二进制变量； 为充电需求 点集合。 4.根据权利要求3所述的计及能源自洽率的高速公路服务区微电网规划方法， 其特征 在于， 所述充电需求 点集合的获取 方式为： 将一天划分为多个时段； 对于每一所述时段， 确定在所述时段进入高速公路的 电动汽 车的总数量； 对于每一所述电动汽车， 确定所述电动汽车的初始荷电量， 并通过蒙特卡洛模 拟方法确定起点和终点； 通过最短路径算法获取所述电动汽车在从所述起点到所述 终点以 内的高速公路上的行驶路径， 并根据所述初始荷电量在所述行驶路径上标记所述电动汽车 的充电需求点的位置； 将所有所述时段内每一所述电动汽车的充电需求点的位置进行组 合， 得到充电需求 点集合。 5.根据权利要求1所述的计及能源自洽率的高速公路服务区微电网规划方法， 其特征 在于， 所述年投资效益目标函数为：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115239032 A 2； 其中， 为年投资效益； r为年回报率； T为规划使用寿命； 为服务区集合； 为 微型燃气轮机的可选型号集合； 为微型燃气轮机的单位功率建造系数； 为型号 m的微型燃气轮机的最大功率； 为表示服务区 j是否安装型号 m的微型燃气轮机的二进 制变量； 为光伏设备的可选型号集合； 为光伏设备的单位功率建造系数； 为 型号m的光伏设备 的最大功率； 为表示服务区 j是否安装型号 m的光伏设备 的二进制变 量； 为风电设备的可选型号集合； 为风电设备的单位功率建造系数； 为型号 m的风电设备的最大功率； 为表示服务区 j是否安装型号 m的风电设备的二进制变量； 为储能设备的可选型号集合； 为型号m的储能设备的单位容量建造系数； 为型号m的储能设备的容量； 为型号m的储能设备的单位功率建造系数； 为型号 m的储能设备 的最大充放电功率； 为表示服务区 j是否安装型号 m的储能设备 的二进制 变量； 为表示服务区 j是否安装充电站的二进制变量； 为单个充电站的建造系数； 为单个充电桩的建造系数； 为服务区j的充电站中充电桩的数量； 所述微电网运行效益目标函数为： ； 其中， 为微电网运行效益； t为时段； 为单位电能的购买系数； 为t时段通 过电网变电站输送到服务区 j的有功功率； 为单位天然气的购买系数； 为服务区 j 的微型燃气轮机在 t时段发电的有功功率； 为微型燃气轮机的转化效率； 为天然权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115239032 A 3