基于网格约束的电动汽车充电基础设施验证的两阶段优化框架

本文提出了一种两阶段优化框架，用于评估基于成本最优的电动汽车（EV）充电基础设施是否能在配电网约束下实现有效运行。该方法通过应用于两个阶段的一致最优潮流（OPF）公式，将基础设施规划与网格约束下的充电操作显式关联。该框架被建模为混合整数规划（MIP），并在不同的车队规模下进行评估，显示其在实际规划情景下的可扩展性和适用性。该模型包含异构的充电技术，包括快速充电器和慢速充电器，分别采用单端口和多端口配置。结果表明，成本最优与服务性能之间存在根本性的权衡。那些最小化资本投资的基础设施配置倾向于空间上集中充电资源，导致实现的状态电荷（SOC）较低和未实现的能源需求更大。相比之下，分布均匀的相同基础设施部署显著提高了充电的空间可用性和运营性能，将能源短缺降低了最高可达74%。我们的发现表明，仅凭成本最优规划是不足以确保满意系统性能的。有效的电动汽车充电基础设施设计必须同时考虑成本最优性、充电资源的空间分布以及网格约束。进一步的灵敏度分析指出，基础设施需求对电池容量存在非线性比例尺。