基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法技术

本发明专利技术公开了基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，包括以下步骤：构建形成不同的电动汽车充电站选址方案，每一种电动汽车充电站选址方案对应一个等效用户均衡模型，利用每个等效用户均衡模型的目标函数求解路径交通量，得到交通分配的结果；基于交通分配的结果，计算电动汽车充电站选址方案进行定量判断的判断指标；采用数据包络分析法定量筛选电动汽车充电站选址的最佳方案。本发明专利技术基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法对燃油汽车和电动汽车组成的特殊混合交通网络中的充电设施选址方案进行定量筛选，为未来更复杂的多模式交通网络下电动汽车充电设施布局设置奠定技术基础。

【技术实现步骤摘要】
基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法
本专利技术属于电动汽车充电站选址
，涉及基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法。
技术介绍
随着新能源产业快速增长，国内电动汽车充电设施“面大量广”的建设需求日益凸显，城市公共电动汽车充电基础设施的建设已刻不容缓。一方面，电动汽车充电基础设施建设布局的合理与否直接影响着电动汽车的产业发展；另一方面，未来大量的电动汽车充电基础设施建设必然会对城市交通流产生一定影响。因此，电动汽车公共充电站的合理选址，不仅能满足电动汽车用户便利出行和及时充电的需求，推动电动汽车产业的良性发展，还能减少因电动汽车充电站设施的不合理选址造成的对城市交通流的不利影响。目前，现有技术的研究方向主要是从投资回报率的角度出发筛选充电站规划或配电方案，筛选指标一般包括用户层、电网层以及社会层，用户层指标包括充电站的年投资收益率及年平均利用率，电网层指标包括配电网的年投资收益率和网络耗损率，社会层指标包括用户便利性和二氧化碳减排量，各指标的数据获取量巨大，很少技术基于电动汽车与燃油汽车的混合交通网络配流模型，对电动汽车充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，选取一路网，构建形成不同的电动汽车充电站选址方案，每一种电动汽车充电站选址方案对应一个等效用户均衡模型，利用每个等效用户均衡模型的目标函数求解路径交通量，得到交通分配的结果；/nS2，基于S1交通分配的结果，计算电动汽车充电站选址方案进行定量筛选的筛选指标，包括路网中电动汽车总充电时间、路网中车辆运营总成本、路网总阻抗、路网负荷均衡度、路网交通服务水平；/nS3，采用数据包络分析法定量筛选电动汽车充电站选址的最佳方案。/n

【技术特征摘要】
1.基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，选取一路网，构建形成不同的电动汽车充电站选址方案，每一种电动汽车充电站选址方案对应一个等效用户均衡模型，利用每个等效用户均衡模型的目标函数求解路径交通量，得到交通分配的结果；
S2，基于S1交通分配的结果，计算电动汽车充电站选址方案进行定量筛选的筛选指标，包括路网中电动汽车总充电时间、路网中车辆运营总成本、路网总阻抗、路网负荷均衡度、路网交通服务水平；
S3，采用数据包络分析法定量筛选电动汽车充电站选址的最佳方案。


2.根据权利要求1所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S1中，所述不同的电动汽车充电站选址方案的形成过程，具体为：路网具有多个节点，在路网特定节点上设置电动汽车充电站，形成电动汽车的充电站选址方案，路网中特定节点的不同选取方案，形成不同的电动汽车充电站选址方案。


3.根据权利要求1所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S1中，所述每个等效用户均衡模型的目标函数表达式如式(1)所示：



式(1)中，Z为所有车辆的广义出行成本之和，a为路段，k为路径，ρ为时间价值，xa,g和xa,e分别为路段a上燃油汽车交通量和电动汽车交通量，ta为车辆在路段a上的行驶时间，w为积分变量，且为穿越路径OD对(r,s)间路径k时需要花费在充电活动上的最短时间，r为OD对(r,s)中的起点，s为OD对(r,s)中的讫点，为OD对(r,s)间路径k上电动汽车的交通量；cg和ce分别为燃油汽车和电动汽车单位运营成本，da为路段a的长度。


4.根据权利要求1或3所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S1中，所述对每个等效用户均衡模型的目标函数求解路径交通量的具体过程是：首先根据路网中所有路段自由流状态时的阻抗，利用Frank-Wolfe算法、投影梯度算法、dial算法中的任一种计算路网中每个出发地O到每个目的地D的最短路径，随后将OD交通量加载到路网的最短路径上，最终得到路网中各路段和路径交通量，得到交通分配的结果。


5.根据权利要求1所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S2中，所述路网中电动汽车总充电时间为路网中在节点i充电的电动汽车交通量与一辆电动汽车在节点i的充电时间之积的和，其计算公式如式(2)所示：



式中，T'为路网中电动汽车总充电时间，xa，e为路段a上电动汽车的交通量，为电动汽车在节点i上的充电时间，若电动汽车在节点i上未充电，则


6.根据权利要求1所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S2中，所述路网中车辆运营总成本为路网中电动汽车运营成本与燃油汽车运营成本之和，其计算公式如式(3)所示：



式中：C为路网中车辆运营总成本，xa，g为路段a上燃油汽车的交通量，为路段a上燃油汽车每公里的行驶成本，da为路段a的长度，xa，e为路段a上电动汽车的交通量，为路段a上电动汽车每公里的行驶成本，为电动汽车在节点i上的充电时间，为电动汽车在节点i处充电时每千瓦的充电费用。


7.根据权利要求1所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S2中，所述路网总阻抗为路网内各路段上燃油汽车和电动汽车交通量与路段阻抗的乘积，其计算公式如式(4)～式(6)所示：
Fz＝∑a[xa，eta(xa，e)+xa，gta(xa，g)](4)；






式中：Fz为路网总阻抗，xa，e为路段a上电动汽车的交通量，ta(xa，e)为路段a上电动汽车的路段阻抗函数，xa，g为路段a上燃油汽车的交通量，ta(xa，g)为路段a上燃油汽车的路段阻抗函数，为路段a的自由流行驶时间，ca为路段a的通行能力，参数α取0.15，参数β取4.0。


8.根据权利要求1所述的基于交通分配结果的电动汽车充电站选址方法，其特征在于，S2中，所述路网负荷均衡度为路网中各个路段负荷度与平均路段负荷度之差的平方的平均数，其计算公式如式(7)所示：



式中：G为路网负荷均衡度，a为某一路段，m为路网中路段总数，Ta为路段a的负荷度，T为平均路段负荷度；
其中，路段a的负荷度为路段a的实际交通量与路段a的通行能力之比，其计算公式如式(8)所示：



式中：xa为在当前交通条件下路段a实际容纳的交通量，ca为路段a的通行能力，A为路网中路段a的集合；
其中，平均路段负荷度为路网中各个路段负荷度的算术平均值，其计算公式如式(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝威，刘晶，龚野，张兆磊，易可夫，刘理，王正武，吴伟，向往，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43