一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，步骤为：1)对电动汽车出行大数据进行数据清洗及数据挖掘，获取起始状态规律、状态转移规律、充电信息规律；2)采用轮盘赌法模拟车辆起始状态，采用马尔科夫原理递推各时刻出行状态，通过筛选充电需求点，获取其时空分布；3)根据充电需求时空分布情况，综合地理因素和城市规划要求，选出候选站址，并计算各候选站满足充电需求不满足率约束的可选等级；4)建立数学模型；5)采用遗传算法求解，针对候选站址进行遗传操作，获取最适宜充电站建设等级配置。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高获取起始状态规律、状态转移规律、充电信息规律的准确性，规划方案具体化等优点。

An urban charging station planning method based on big data of electric vehicle travel

【技术实现步骤摘要】
一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法
本专利技术涉及一种城区充电站规划方法，尤其是涉及一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法。
技术介绍
在化石能源日渐枯竭和环保要求不断提高的背景下，电动汽车因其高效节能、零排放无污染的显著优点获得越来越多的普及应用，发展十分迅猛。完善充电设施是电动汽车推广的重要基础之一。合理规划充电站位置和容量可满足电动汽车充电时空需求并获得一定经济效益。国内现有关于充电设施规划的文献在进行需求预测时多使用美国交通部公布的全美家庭出行问卷调查统计数据。而实际工程建设中充电站选址多采用问卷调查或交通截流量来开展需求预测。由于电动汽车充电需求的时空分布与用户生活习惯、地域人文环境、经济社会发展水平等因素息息相关，以模型驱动的电动汽车充电需求建模非常困难，而海量出行及用电大数据为预测电动汽车充电需求提供了新的途径。现有研究还通过运用大数据技术对电动汽车产业的运行数据、运营数据进行数据分析处理，揭示电动汽车产业的特性。但鲜有将大数据技术应用于电动汽车充电需求预测来实现充电站规划的研究。专利CN110本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：/n1)获取电动汽车出行大数据，对电动汽车出行大数据进行数据清洗及数据挖掘，获取起始状态规律、状态转移规律、充电信息规律；/n2)基于起始状态规律，采用轮盘赌法模拟车辆起始状态，并从起始状态开始，基于状态转移规律，采用马尔科夫原理递推各时刻出行状态，累计行驶里程达到日行驶里程为止，通过筛选充电需求点，获取其时空分布；/n3)根据充电需求时空分布情况，综合地理因素和城市规划要求，选出满足充电需求不可达率的候选站址，并计算各候选站满足充电需求不满足率约束的可选等级；/n4)以综合成本最低为目标函数，以充电需求不可达...

【技术特征摘要】
1.一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
1)获取电动汽车出行大数据，对电动汽车出行大数据进行数据清洗及数据挖掘，获取起始状态规律、状态转移规律、充电信息规律；
2)基于起始状态规律，采用轮盘赌法模拟车辆起始状态，并从起始状态开始，基于状态转移规律，采用马尔科夫原理递推各时刻出行状态，累计行驶里程达到日行驶里程为止，通过筛选充电需求点，获取其时空分布；
3)根据充电需求时空分布情况，综合地理因素和城市规划要求，选出满足充电需求不可达率的候选站址，并计算各候选站满足充电需求不满足率约束的可选等级；
4)以综合成本最低为目标函数，以充电需求不可达率、充电需求不满足率和成本约束作为约束条件，建立数学模型；
5)采用遗传算法对建立的数学模型进行求解，针对候选站址进行遗传操作，获取综合成本最低且不超出成本预算的充电站建设等级规划方案。


2.根据权利要求1所述的一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，其特征在于，步骤1)中，数据清洗的具体步骤包括：
111)对来自新能源汽车公共数据采集与监测研究中心的原始数据进行清洗，提取电动汽车充电和出行信息，包括每辆车的行驶里程数、剩余电量、位置信息、车辆状态、充电功率及各信息所对应的时刻；
112)对步骤111)提取的数据进行15分钟/次的再提取；
113)剔除位置信息或电量信息前后矛盾的数据、突变数据，并采用插值法对缺失数据进行补齐；
114)将经过上述处理所得的数据样本进行判断，若满足样本所含车辆数不小于实际保有量的10％，且每辆车信息的时间跨度不小于6个小时，则样本数据可使用，反之重新进行数据清洗；
数据挖掘的具体内容为：
对数据清洗步骤处理和判断后的数据挖掘电动汽车行驶特征，统计并总结三方面出行规律的数字特征：起始状态、状态转移、充电信息，根据各数字特征获取起始状态规律、状态转移规律、充电信息规律。


3.根据权利要求2所述的一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，起始状态数字特征包括出行时刻概率分布、日起始电量概率分布、日起始位置区域概率分布、日行驶里程数概率分布；状态转移数字特征包括工作日和节假日各时刻状态转移概率分布；充电信息数字特征包括充电时刻概率分布、充电位置区域概率分布。


4.根据权利要求1所述的一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，选取候选站址的具体内容为：
选择满足下式约束的站址作为候选站：




为运行充电站i平均每年的耗资，式中，h∈{1，2}，其中1为工作日，2为节假日，dh为典型日h的天数，且不同典型日的天数总和为365；时刻t充电站以pgt的价格从电网购电，并以pct的价格售出；为i站工作人员工资；Cim为维修养护花费；Vith为充电站i在典型日期h的时刻t需要为到站充电的车辆提供的总电量。


5.根据权利要求4所述的一种基于电动汽车出行大数据的城区充电站规划方法，根据下式计算:候选站可选择的等级范围，即某站可能建设的等级规模必须满足充电需求不满足率的约束：



γ为已到站但没有充电站机位进行充电的车辆比率，式中，Xi(Si)为站内充电机台数，Si为i站建设规模的等级；
根据上述约束将充电站建设规模的等级分为五级，即Si∈{0,1,2,3,4}，0级为不建；1级为8台充电机，50--150kw容量；2级为15台充电机，150-...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭琪明，沈浩豪，何春辉，吴赟，高瑜焓，刁昶，顾嘉斌，孙嘉诚，舒佳驰，平勇成，李敏，丁圣康，勾衬衬，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31