1.一种具有嵌套式微电网的充电桩系统的优化规划方法,其特征在于,所述具有嵌套式微电网的充电桩系统包括多个嵌套式低压微电网,所述嵌套式低压微电网包括低压母线和若干个充电桩,所述若干个充电桩通过电力电子接口连接至所述低压母线;所述低压母线与一交流母线电连接,所述交流母线通过一变压器与中压母线连接,所述交流母线与所述多个嵌套式低压微电网电连接;所述中压母线通过电力电子接口与若干充电桩连接;所述嵌套式低压微电网还包括第一重要负荷、储能装置和光伏发电装置,所述第一重要负荷与所述低压母线电连接,所述储能装置和光伏发电装置通过逆变器与所述低压母线电连接;所述优化规划方法包括如下步骤:建立优化目标函数:min f=min(C C +C OM +C R +C GS ) (1)式(1)中,min f为系统总成本最小值,C C 为充电桩系统的初始投资成本,C OM 为系统运行维护成本,C R 为充电桩系统的置换成本,C GS 为大电网交换功率的成本;建立约束条件,包括潮流约束、充电桩系统输出功率约束、微电网与主网交互容量约束和储能装置运行约束;其中,所述潮流约束表达式为:式(2)中,N s 为总节点号集合;G ij 、B ij 为节点i、j之间的导纳系数;V i 为节点i的电压幅值;V j 为节点j的电压幅值;P Pi 、Q Pi 分别为节点i的发电机的有功出力和无功出力;P Li 、Q Li 分别为节点i的有功和无功负荷;其中,所述充电桩系统输出功率约束表达式为:P min_i ≤P i ≤P max_i (3)式(3)中,P min_i 和P max_i 分别是向大电网售电功率的下限和上限;其中,所述储能装置运行约束表达式为:SOC min ≤SOC≤SOC max (4)式(4)中,SOC min 为储能装置放电最低荷电状态,SOC max 为储能装置最高荷电状态;所述储能装置运行约束还包括单个工作日内的储能装置充放电次数约束条件,具体如下:假设蓄电池的充放电状态为u(t),s(t)为蓄电池状态变化标志位,式(14)-(15)中,充电限制次数N 1 和放电限制次数N 2 均为预先设置的常数;蓄电池充放电速率与蓄电池当前荷电状态有密切关系,其关系可表示为:式(16)-(17)中,α in 、β in 和λ in 为蓄电池充电速率的相关系数,α out 、β out 和λ out 为蓄电池放电速率的相关系数;根据优化目标函数和约束条件,确定系统总成本最小的储能装置安装容量和最多数量的充电桩。
2.如权利要求1所述的具有嵌套式微电网的充电桩系统的优化规划方法,其特征在于,所述充电桩系统的初始投资成本C C 通过如下公式求取:C C =(C wt +C po +C bs )×f cr (5)式(5)-(6)中,C wt 为充电桩的建设成本,C po 为电力路由系统建设成本,C bs 为微电网储能装置建设成本,f cr 为折旧系数,r为折旧率,L f 为工程年限。
3.如权利要求1所述的具有嵌套式微电网的充电桩系统的优化规划方法,其特征在于,所述系统运行维护成本C OM 通过如下公式求取:式(7)中, 和 分别为单位时间内充电桩、电力路由和储能装置的运行维护成本;t wt 、t po 、t bs 分别为充电桩、电力路由和储能装置的运行时间。
4.如权利要求1所述的具有嵌套式微电网的充电桩系统的优化规划方法,其特征在于,所述充电桩系统的置换成本C R 通过如下公式求取:式(8)中, 分别为充电桩、电力路由和储能装置的置换成本。
5.如权利要求1所述的具有嵌套式微电网的充电桩系统的优化规划方法,其特征在于,所述大电网交换功率的成本C GS 通过如下公式求取:C GS =C sd -C gd (9)若不实行分时电价政策,则购售电成本如下:式(10)中,C gd (t)和C sd (t)分别为t时刻向电网购电和售电电价;P gd (t)和P sd (t)分别是t时刻向电网购电和售电的电量;若实行分时电价政策,售电成本计算方法不变,购电成本表达式为:式(11)中,C gd_p (t)、C gd_f (t)和C gd_v (t)分别为峰、平和谷时刻向电网购电电价,P gd_p (t)、P gd_f (t)和P gd_v (t)分别为峰、平和谷时刻向电网购电电量。