考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法技术

一种考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，包括：建立考虑充电服务费引导与客户需求位置的出租车快充电站规划模型：电动出租车用户充电行为选择模型、规划层数学模型、运行层数学模型和快充电站规划目标函数；确定出租车快充电站规划模型需要满足的约束条件，包括：充电站距离约束、充电站接入点容量约束、节点电压幅值的上下限约束和馈线最大电流约束；求解考虑充电服务费引导与客户需求位置的出租车快充电站规划模型。本发明专利技术通过模拟快充电站运行后的待充电出租车实际分布情况，调整站内充电服务费用，对出租车充电行为进行引导，对数据信息进行修正完善，将前期规划成本与后期运营成本统一考虑，减少了后期潜在的补充费用。

【技术实现步骤摘要】
考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法
本专利技术涉及一种出租车快充电站规划方法。特别是涉及一种在大量新能源汽车进入配电网系统和交通网络系统背景下，要满足客户充电需求及位置，同时考虑调整充电服务费用进行充电引导的考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法。
技术介绍
快充电站作为公共充电基础设施中重要的一部分，通过合理的布局规划，在减少充电设施投资建设及维护成本、为电动汽车用户提供方便优质的充电服务和降低电动汽车对配电网系统的影响三者之间寻求一种平衡，实现电动汽车用户、充电设施运营商及电网公司这三者互惠共赢，进而促进整个新能源汽车行业的发展。目前，在快充电站的规划方案设计问题研究中，主要在创新目标的方向、多角度构建目标函数模型和研究不同算法实现高效快捷的计算等方面。针对快充电站的规划方案涉及主要分为如何选址定容、函数模型构建以及问题算法优化这三方面内容。其中，在选址定容问题上，一般是通过预测规划区域内的充电需求，确定充电站数量。之后在随机生成站址的情况下，通过站点服务半径、节点截获流量、投资建设成本等指标大范围寻找确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)建立考虑充电服务费引导与客户需求位置的出租车快充电站规划模型，包括分别建立：/n(1.1)电动出租车用户充电行为选择模型；/n(1.2)规划层数学模型；/n(1.3)运行层数学模型；/n(1.4)快充电站规划目标函数；/n2)确定出租车快充电站规划模型需要满足的约束条件，包括：充电站距离约束、充电站接入点容量约束、节点电压幅值的上下限约束和馈线最大电流约束；/n3)求解考虑充电服务费引导与客户需求位置的出租车快充电站规划模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)建立考虑充电服务费引导与客户需求位置的出租车快充电站规划模型，包括分别建立：
(1.1)电动出租车用户充电行为选择模型；
(1.2)规划层数学模型；
(1.3)运行层数学模型；
(1.4)快充电站规划目标函数；
2)确定出租车快充电站规划模型需要满足的约束条件，包括：充电站距离约束、充电站接入点容量约束、节点电压幅值的上下限约束和馈线最大电流约束；
3)求解考虑充电服务费引导与客户需求位置的出租车快充电站规划模型。


2.根据权利要求1所述的考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，其特征在于，步骤1)所述的电动出租车用户充电行为选择模型包括：单个电动出租车的充电站选择概率模型和多车导航充电站选择概率模型；其中，
(111)根据效用极大原理，所述的单个电动出租车的充电站选择概率模型为：



式中，Piko表示某一出租车起始点为交通节点i，选择前往充电站k进行充电的概率；M为可选的充电站集合，k∈M；Uik表示在交通节点i处的电动汽车选择充电站k的效用函数；Tidk为车主从交通节点i抵达充电站k的时间，是通过最短路径的行驶时间计算；Tiqk为车主到达充电站k后等待时间；Tmk是车主结束充电前往下一乘客上车点的时间，以充电站k出发去寻找下一乘客上车交通节点的期望时间表示；Psk为车主在充电站k充电服务消费；δ为行驶过程中单位时间成本，α、β>0代表模型中时间因素和经济因素对决策影响程度的敏感权重值；
(1.1.2)为了解决这一不确定性问题，引入多场景分析，在不同场景下，所述的多车导航充电站选择概率模型为：



式中，Pik表示各场景中出租车起始点为交通节点i，选择前往充电站k进行充电的概率；Pr为场景r出现的概率；R为所有场景的集合，r是其中一个场景，r∈R；αr和βr表示在场景r下模型中时间因素和经济因素对应的权重值。


3.根据权利要求1所述的考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，其特征在于，步骤1)所述的规划层数学模型如下：



式中，Qtaxi为规划区域内电动出租车总数；Wtaxi为电动出租车电池的额定容量；P为充电站中充电机额定充电功率；Tc为一个充电时间段；cmin和cmax是分别为电动出租车充电站规模对应的充电机数目的最小值和最大值；N表示规划区域内充电站的总个数；Nmin和Nmax是规划区域内充电站总个数的最小值和最大值。


4.根据权利要求1所述的考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，其特征在于，步骤1)所述的运行层数学模型，包括：
(1.3.1)电动出租车充电站内充电服务费用引导模型
充电服务费用包含充电电价和场地服务费用，是通过制定分档充电服务费用，对电动出租车进行引导，具体表达式如下：



式中，Psk为充电服务费用，单位为元/度；Psk1为充电电价，执行一般工商业电价标准，即0.695元/度；Psk2为场地服务费用，根据北京市现行充电站收费标准，场地服务费用上限标准为当天92#汽油每升价格的15％；为避免因到达充电站充电车辆不均衡造成的资源浪费情况，根据到站的电动出租车数量范围，以0、Qtaxi为区间分界线，对快充电站的充电服务费用进行分档，其中，为充电时间段Tc内抵达充电站k的电动出租车数量，Qtaxi为规划区域内电动出租车总数。
(1.3.2)充电站容量的计算：
单位时间内到达充电站的电动出租车数量符合参数λ的泊松分布，服务时间为正态分布G，期望为Et，标准差为Vt；在服务时间参数一定的情况下，出租车进入充电站充电的平均等待时间表达式如下：



充电设备空闲率U：






式中，c为充电机数，μ为充电机的平均服务速率，为充电时间段Tc内抵达充电站k的电动出租车数量；j表示循环次数；
充电站在定容时该充电站总成本f(c)有充电站服务成本和出租车用户充电等待成本，以定容时总成本最小为目标，确定充电站内最优充电机数量：






cmin≤c≤cm
式中，c为充电机数，cmin、cmax分别为电动出租车充电站规模对应的充电机数目的最小值和最大值，Se为每个充电机单位闲置成本，Sw为充电车辆抵达站点排队等待过程中单位时间成本，表示充电车辆平均等待时长，Tmax表示车辆能忍受的最大等待时长。


5.根据权利要求1所述的考虑充电服务引导与客户需求的出租车快充电站规划方法，其特征在于，步骤1)所述的快充电站规划目标函数是以充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪，秦婷，徐正阳，葛少云，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12