一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法技术

本发明专利技术公开了一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，属于交通规划和电动汽车充电调度的技术领域。该方法建立以交通网络可靠度最高、用户满意度最高、电动汽车充电站投资建设费用最低为目标的协调规划模型，首先在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，然后在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案，最终获得既能满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低又能满足道路改造费用最低的联合规划方案，该双网协调规划方案降低了交通网络对电动汽车用户充电选择的影响，降低了双网规划成本。

A coordinated planning method for transportation network and electric vehicle charging station

The invention discloses a method for coordinated planning of a traffic network and an electric vehicle charging station, which belongs to the technical field of transportation planning and electric vehicle charging scheduling. The method to establish the reliability of the transportation network is highest, highest customer satisfaction, electric vehicle charging station construction investment cost is the lowest coordinated planning model of the target, first in the electric vehicle the maximum waiting time constraints to determine the priority to meet the station station construction plan investment at the lowest cost of electric vehicle charging electric vehicle charging and the highest customer satisfaction, and then determine the planning of traffic network in road reconstruction and electric vehicle charging station construction investment in the lowest total cost constraints, finally can meet the highest user satisfaction and electric vehicle charging station construction investment cost minimum and can meet the lowest cost of road reconstruction combined with the planning scheme, the dual network coordinated planning scheme reduces the influence of traffic network for electric vehicle the user charging, reduces the cost of network planning.

【技术实现步骤摘要】
一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法
本专利技术公开了一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，设计一种双层网络协调规划的方法，属于交通网络规划和电动汽车充电调度的

技术介绍
近年来，随着环境问题的日益严重和能源危机的日益加剧，环境问题尤其是城市空气污染问题已成为影响居民幸福感的重要指标，电动汽车的研究和推广越来越受到重视。电动汽车是蓄电池和交通工具的结合体，具备电池特性和交通特性。与以化石能源为燃料的传统汽车不同，电动汽车以清洁的二次能源电能为能量来源，可以减少不可再生能源的消耗和汽车尾气的排放甚至缓解城市的热岛效应。电动汽车充电设施的建设将直接影响电动汽车的推广和渗透率的提高，但目前相关研究尚不成熟。此外，城市交通网络情况会显著影响电动汽车用户的充电选择，从而可能影响配网的安全与稳定。因此有必要将交通网络规划改造与电动汽车充电设施规划进行统一考虑以实现双网的协调规划，目前，这方面的研究还很匮乏。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，实现了交通网络和电动汽车充电网络的协调规划，解决了目前缺乏协调规划交通网络和电动汽车充电站的统一规划方案的这一技术问题。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，建立以交通网络可靠度最高、用户满意度最高、电动汽车充电站投资建设费用最低为目标的协调规划模型，在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案。进一步地，一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，采用各道路不可靠度之和最小表征交通网络可靠度最高的目标，各道路不可靠度之和f1为：fa,b为节点a和节点b之间的道路的不可靠度，θab为表示节点a和节点b相邻与否的状态矩阵，k为节点数目。进一步地，一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，采用综合充电时间最少表征用户满意度最高的目标，综合充电时间f2为：bi,j为表示电动汽车i在电动汽车充电站j充电与否的状态矩阵，m为电动汽车充电站的数目，n为电动汽车的数目，分别为电动汽车i的充电行程行驶时间、充电等待时间和充电时间，l′ab＝γablab，lab、l′ab分别为节点a和节点b之间的道路的实际长度、有效行驶距离，γab为节点a和节点b之间的道路的拥塞度折算系数，vab、cab分别为节点a和节点b之间的道路的流量、实际通行能力，β为道路的可靠性系数，ρ1为节点a和节点b之间的道路通畅时的拥塞度折算系数值，ρ2为节点a和节点b之间的道路中度拥塞时的拥塞度折算系数值，ρ3为节点a和节点b之间的道路重度拥塞时的拥塞度折算系数值，vi电动汽车i的平均行驶速度。进一步地，一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，采用土地征收使用费和充电设施投资费用之和最小表征电动汽车充电站投资建设费用最低的目标，土地征收使用费和充电设施投资费用之和f3为：m为电动汽车充电站的数目，Sj、Qj分别为电动汽车充电站j的占地面积和充电容量，Sj＝μQj+S0，μ为电动汽车充电站单位充电容量的占地面积，S0为电动汽车充电站的基础面积，α为征收单位面积土地的费用，β为增加单位电动汽车充电桩的费用。再进一步地，一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案，具体包括如下步骤：A、选取进行改造的道路并初始化道路参数；B、初始化包含各电动汽车充电站建设地址及布点位置、充电桩个数及分配方案的电动汽车充电站参数；C、根据当前道路参数以及当前电动汽车充电站参数计算当前综合充电时间及当前最大等待时间；D、在当前综合充电时间为当前充电桩个数下的最小整体充电时间时，进入步骤E，否则，重新调整充电桩分配方案后返回步骤C；E、在当前最大等待时间未超过其最大值时，进入步骤F，否则，增加充电桩个数并调整充电桩分配方案后返回步骤C；F、在当前电动汽车充电站投资建设费用最小时，由当前电动汽车充电站参数确定电动汽车充电站的规划方案并进入步骤G，否则，重新规划电动汽车充电站的建设地址及布点位置后返回步骤C；G、在根据当前道路参数确定的道路改造费用和当前电动汽车充电站投资建设费用之和最小时，根据前当前选取进行改造的道路及其参数确定交通网络的规划方案，否则，重新选取进行改造的道路并初始化道路参数后返回步骤B。本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果：本专利技术提出了一种统一规划交通网络和电动汽车充电站的方案，建立以交通网络可靠度最高、用户满意度最高、电动汽车充电站投资建设费用最低为目标的协调规划模型，首先在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，然后在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案，最终获得既能满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低又能满足道路改造费用最低的联合规划方案，该双网协调规划方案降低了交通网络对电动汽车用户充电选择的影响，降低了双网规划成本，为统一考虑交通网络规划改造与电动汽车充电设施规划提供了一种可行方案。附图说明图1为本申请协调规划方案的流程图。具体实施方式下面结合附图对专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提出了一种统一规划交通网络和电动汽车充电站的方案，建立以交通网络可靠度最高、用户满意度最高、电动汽车充电站投资建设费用最低为目标的协调规划模型，首先在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，然后在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案，具体流程如图1所示，包括以下6个步骤。步骤1)：提出电动汽车充电调度系统架构电动汽车充电调度系统集成实时信息采集系统、智能感知系统和实时通讯系统。其中，实时信息采集系统采集所有电动汽车的状态参数、位置信息、交通网络中的实时路况数据和充电站中的车辆数据，实时通讯系统将实时信息采集系统采集到的数据传输给智能感知系统并反馈智能感知系统发布的调度指令或充电建议给电动汽车用户。智能感知系统是该系统的控制中心，根据实时的电动汽车信息、路况信息和充电站信息对未来时刻的道路拥堵情况和充电站排队情况进行感知预测，从而为电动汽车选择合适的充电站和相应的充电行程路由以满足电动汽车用户的个性化需求。当用户有充电需求时，电动汽车信息更新，实时信息采集系统获取实时的路况信息、充电站信息和电动汽车状态信息。智能感知系统根据电动汽车状态量预测电动汽车充电需求和充电时间，并根据道路和充电站数据预测相应未来时刻的道路情况和充电站车辆情况，从而计算电动汽车充电行程的综合时间，最后以综合时间最短为目标协助用户选择合适的充电站和相应的充电行程路由。步骤2)：建立用户满意度模型21)表征有效行驶距离：Pattara等将交通状态划分为3个等级：通畅、中等拥塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，其特征在于，建立以交通网络可靠度最高、用户满意度最高、电动汽车充电站投资建设费用最低为目标的协调规划模型，在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案。

【技术特征摘要】
1.一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，其特征在于，建立以交通网络可靠度最高、用户满意度最高、电动汽车充电站投资建设费用最低为目标的协调规划模型，在电动汽车最大等待时间的约束下确定优先满足用户满意度最高和电动汽车充电站投资建设费用最低的电动汽车充电站规划方案，在道路改造和电动汽车充电站投资建设总费用最低的约束下确定交通网络的规划方案。2.根据权利要求1所述一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，其特征在于，采用各道路不可靠度之和最小表征交通网络可靠度最高的目标，各道路不可靠度之和f1为：fa,b为节点a和节点b之间的道路的不可靠度，θab为表示节点a和节点b相邻与否的状态矩阵，k为节点数目。3.根据权利要求1所述一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，其特征在于，采用综合充电时间最少表征用户满意度最高的目标，综合充电时间f2为：bi,j为表示电动汽车i在电动汽车充电站j充电与否的状态矩阵，m为电动汽车充电站的数目，n为电动汽车的数目，tidrive、tiwait、ticharge分别为电动汽车i的充电行程行驶时间、充电等待时间和充电时间，l′ab＝γablab，lab、l′ab分别为节点a和节点b之间的道路的实际长度、有效行驶距离，γab为节点a和节点b之间的道路的拥塞度折算系数，vab、cab分别为节点a和节点b之间的道路的流量、实际通行能力，β为道路的可靠性系数，ρ1为节点a和节点b之间的道路通畅时的拥塞度折算系数值，ρ2为节点a和节点b之间的道路中度拥塞时的拥塞度折算系数值，ρ3为节点a和节点b之间的道路重度拥塞时的拥塞度折算系数值，vi电动汽车i的平均行驶速度。4.根据权利要求1所述一种交通网络和电动汽车充电站协调规划的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅杰，高赐威，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32