基于用戶出行特征分析的電動(dòng)汽車快速充電站選址定容優(yōu)化方法.pdf

1、環(huán)境污染及石油緊缺迫使交通行業(yè)朝著綠色、節(jié)能的方向發(fā)展，具有低能耗、零排放、低噪音等特點(diǎn)的電動(dòng)汽車受到廣泛關(guān)注。電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用可有效減少汽車尾氣排放量以及對(duì)石油資源的依賴，而普及電動(dòng)汽車的重要保障是具備完善的快速充電站服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。電動(dòng)汽車快速充電站是為電動(dòng)汽車進(jìn)行快速電能補(bǔ)給而建立的至關(guān)重要的配套設(shè)施，充電站規(guī)劃是推動(dòng)充電站設(shè)施建設(shè)、電動(dòng)汽車普及以及支持電動(dòng)汽車大范圍運(yùn)營(yíng)的前提條件。
　　首先，從用戶出行總量、出行時(shí)間分布、出行

2、方式、出行距離等特征出發(fā)，提出了一種基于用戶出行特征分析的電動(dòng)汽車快速充電需求計(jì)算方法。根據(jù)用戶全天出行總量與出行時(shí)間分布（居民在各個(gè)時(shí)段的出行量占全天出行總量的比例），得到各時(shí)段的路網(wǎng)出行總流量。通過累積前景理論分析充電站建設(shè)對(duì)用戶路徑選擇的影響，并借助基于累積前景理論的隨機(jī)用戶平衡配流模型，計(jì)算各時(shí)段路網(wǎng)中各路徑的交通流量。依據(jù)燃油汽車與電動(dòng)汽車兩類出行工具，基于離散Logit模型分析了居民選擇電動(dòng)汽車作為出行工具的出行量占出行總量

3、的比例（電動(dòng)汽車出行分擔(dān)率），獲得各時(shí)段各路徑斷面上的電動(dòng)汽車數(shù)量。通過單位時(shí)段行駛里程的電動(dòng)汽車電池荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)，分析了電動(dòng)汽車在行駛過程中當(dāng)電池容量不足時(shí)需要充電的概率，確定各個(gè)時(shí)段進(jìn)入充電站的電動(dòng)汽車數(shù)量，相應(yīng)獲得充電站在各個(gè)時(shí)段的充電功率。
　　其次，在分析電動(dòng)汽車進(jìn)入充電站行為特征的基礎(chǔ)上，以混合制排隊(duì)模型刻畫電動(dòng)汽車的排隊(duì)行為。以高峰時(shí)段用戶逗留時(shí)間、排隊(duì)損失率以及平谷時(shí)段充電機(jī)利

4、用率為約束，提出了基于混合制M/M/s/K排隊(duì)模型的快速充電站容量?jī)?yōu)化配置方法，以確定最優(yōu)的充電機(jī)數(shù)量。以25節(jié)點(diǎn)交通網(wǎng)絡(luò)為例，對(duì)比分析了不同候選站址下的充電機(jī)數(shù)量?jī)?yōu)化結(jié)果，并探討了用戶出行時(shí)間分布、電動(dòng)汽車出行分擔(dān)率對(duì)快速充電站定容的影響，算例結(jié)果表明充電機(jī)數(shù)量與高峰時(shí)段用戶出行量和充電概率的積成正相關(guān)、與電動(dòng)汽車出行分擔(dān)率成正比。
　　最后，在電動(dòng)汽車快速充電需求計(jì)算和充電機(jī)定容優(yōu)化的基礎(chǔ)上，以滿足充電站接入配電網(wǎng)的功率平衡約

5、束、線路傳輸功率約束、電壓約束，充電站截獲流量和服務(wù)半徑約束為條件，考慮最小化充電站投資運(yùn)營(yíng)成本、電動(dòng)汽車用戶充電成本之和，提出了快速充電站的選址優(yōu)化模型。采用二進(jìn)制粒子群算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，以25節(jié)點(diǎn)交通網(wǎng)絡(luò)和33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)絡(luò)耦合系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真。對(duì)比分析不同快速充電站數(shù)量下的充電站選址優(yōu)化結(jié)果，重點(diǎn)探討了充電站建設(shè)前后用戶路徑選擇和出行時(shí)間分布、電動(dòng)汽車出行分擔(dān)率等行為特征對(duì)快速充電站選址的影響。結(jié)果表明充電站建設(shè)前后用戶路徑選