随着人类社会的不断发展,以煤炭、石油为代表的化石能源正在迅速枯竭,大量使用化石能源所造成的温室效应日益加剧,如何高效利用新能源成为人类所面临的重要课题。以电动汽车(electric vehicle,EV)为代表的新能源汽车正逐步取代燃油汽车成为主流交通工具。随着EVs大规模接入电力系统,如何在为其提供方便快捷的充电服务的同时减少对电力系统的影响与投资成本就成为各方关注的问题。合理的充电设施规划不仅能够为EV用户带来优质的充电服务,减少充电设施投资成本,而且可以减少对配电系统的影响,实现多方共赢。在此背景下本文对EV充电设施与配电系统协同规划开展了研究,主要工作如下:(1)构建了EV充电负荷时空分布模型。首先根据用途与使用场景不同将EV分为六种类型并分别研究统计各自的出行特性。在此基础上采用蒙特卡洛模拟充电负荷并将其叠加至常规负荷曲线,分析对配电系统的影响。最后提出了基于出行链的动态交通模拟对电动私家车的出行行为进行跟踪刻画,得到充电负荷的时空分布情况,为后续规划工作奠定基础。(2)建立了考虑随机风险成本的随机机会约束目标规划模型。首先分析规划过程中存在的不确定性因素并根据统计数据分析充电设施故障率及其概率分布。随后引入具有很好灵活性的机会约束目标规划模型并结合排队论的相关理论,将充电设施故障率所带来的不确定性量化为充电设施冗余闲置与充电用户损失随机风险成本,并将其转化为确定性形式。(3)提出了EV充电设施与配电系统双层规划模型。首先综合考虑充电用户、充电设施运营商与电网公司多方利益,以社会总成本最小为目标建立了充电设施与配电系统双层规划模型。上层规划综合考虑充电用户前往充电站充电的绕行成本、用户充电排队等待时间成本,充电站的建设运营成本、充电站的用户损失及充电桩闲置随机风险成本,配电系统改造建设成本,以社会总成本最小为目标对充电站的位置及容量进行优化求解并传递至下层模型。下层模型在确定充电站位置及容量的基础上通过潮流计算对配电系统的运行状态进行评估,以配电系统升级改造成本最小为目标对配电系统进行优化求解,得到相应配变、线路以及变电站的升级改造方案,并将配电系统改造成本传递至上层目标函数,通过上下层不断迭代最终得到最优规划方案。随后通过77节点交通网络与116节点配电系统的实际耦合系统来验证所提电动汽车充电站与配电系统协同模型的有效性。最后通过改变置信度的方式将机会约束目标规划模型转化为确定性规划与改变双层规划的优化结构,将双层规划变成分步规划的方式,对比分析了不投规划方式下的规划结果来显示所提模型的合理性与优越性。最后对论文所做的研究工作进行了总结,并对该领域未来可开展的研究方向进行了展望。