一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，本发明专利技术能够可靠辨识电动汽车的空间位置分布，进而在评估充电阻塞评估过程中，同时兼顾站外、站内两类不同空间分布电动汽车对充电站电动汽车充电排队问题的影响。此外，所提充电站电动汽车充电阻塞评估方法能够差异化辨识不同电动汽车的电能获取需求差异，并动态追踪充电过程中电动汽车剩余电能需求动态波动过程，有效提升了充电站阻塞评估结果可靠性。最后，同步引入的充电站队列权重系数选取机制，使得模型在阻塞评估过程中，能够同时考虑不同充电设施装设数量下的充电站电动汽车充电服务能力以及时间片退出能力差异，据此调整不同充电站队列阻塞评估结果，进一步提升了模型阻塞评估结果的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法


[0001]本专利技术涉及一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，属于电动汽车充电阻塞评估领域。

技术介绍

[0002]快速增长电动汽车数量将引发严重的电动汽车充电排队问题，进而影响车主用车满意度。亟需建立高效可靠的充电站电动汽车充电阻塞评估机制，以动态表征充电站电动汽车充电阻塞程度，为后续电动汽车接入管控等相关工作提供必要决策依据。目前主流的电动汽车充电阻塞评估方法主要依据电动汽车数量展开，主要存在如下不足：(1)无法差异化辨识不同电动汽车的电能获取需求；(2)不能可靠辨识电动汽车空间分布状态，进而导致无法可靠判别电动汽车接入状态，最终导致模型不能计及电动汽车充电过程中的剩余电能需求波动，模型阻塞评估结果不精确。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，通过充电站内部待处理时间片数量，实现充电站电动汽车充电阻塞程度的动态表征。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，包括如下步骤：
[0005]步骤S1、构建充电站站内时间片队列、站外时间片队列；
[0006]步骤S2、选定充电站时间片队列阻塞评估函数；
[0007]步骤S3、基于充电站内部装设的充电设施数量，计算充电站时间片队列权重系数；
[0008]步骤S4、基于各时刻新增电动汽车空间位置、电能需求信息，计算电动汽车所需充电时间片数量，并确定电动汽车的到达、离开时刻；
[0009]步骤S5、基于电动汽车的到达、离开时刻，更新充电站各时刻站外时间片队列时间片新增量，站外、站内时间片队列间的时间片转移量，以及站内时间片队列时间片退出量；
[0010]步骤S6、基于充电站各时刻新增、转移时间片数量信息，更新充电站站外时间片队列时间片数量信息；依据充电站各时刻转移、退出时间片数量信息，更新充电站站内时间片队列时间片数量信息；
[0011]步骤S7、基于充电站站内、站外时间片队列时间片数量，求取充电站各时刻待处理时间片数量，据此评估充电站电动汽车充电阻塞程度；
[0012]步骤S8、在汇总各时刻区域内各充电站待处理时间片数量基础上，生成区域内充电站电动汽车充电阻塞程度评估结果。
[0013]所述步骤S1中，充电站站内时间片队列、站外时间片队列分别用于存储不同空间位置分布的电动汽车充电时间片，具体如下：
[0014]站内时间片队列I
s
：用于存储已到达充电站s，但尚未完成充电的电动汽车对应的充电时间片数量；
[0015]站外时间片队列O
s
：用于存储归属于充电站s，但尚未到达充电站的电动汽车对应的充电时间片数量。
[0016]所述步骤S2中，充电站时间片队列阻塞评估函数，具体如下：
[0017][0018]式中，F
ns
(t)表示基于n次方函数描述的充电站s在t时刻的电动汽车充电阻塞程度评估结果，N
s
(t)表示充电站s在t时刻待处理时间片数量。
[0019]所述步骤S3中，充电站时间片队列权重系数计算公式如下：
[0020][0021]式中，w
ns
表示基于n次方时间片队列阻塞评估函数选取条件下，充电站s时间片队列的权重系数；表示充电站s内部装设的充电设施数量。
[0022]所述步骤S4中，电动汽车所需充电时间片数量，计算公式如下：
[0023][0024]式中，t
ch
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的充电时间片需求量，E
dem
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的电能获取需求，P
chmax
、η
ch
分别表示充电站s中充电设施对应充电功率以及充电效率，Δt表示模型单个决策时段的时间步长；ceil()是向上取整函数。
[0025]所述步骤S4中，电动汽车i到达充电站s的时刻，计算公式如下：
[0026]t
arr
(i,s)＝t+t
ms
(i,s)
[0027]式中，t
arr
(i,s)表示电动汽车i到达充电站s的时刻；t
ms
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s所需要的时段数，基于如下公式计算得到：
[0028][0029]式中，t
dri
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的行程耗时，Δt表示模型单个决策时段的时间步长；ceil()是向上取整函数；
[0030]电动汽车i离开充电站s的时刻对应于其充电完成时刻，根据如下公式计算得到：
[0031]t
dep
(i,s)＝t
inj
(i,s)+t
ch
(i,s)
[0032]式中，t
dep
(i,s)、t
inj
(i,s)分别表示电动汽车i的离开充电站s的时刻及接入充电设施的时刻，t
ch
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的充电时间片需求量。
[0033]所述步骤S5中，充电站各时刻站外时间片队列时间片新增数量，以及站外、站内时间片队列间的时间片转移量，分别基于如下公式进行更新：
[0034][0035]T
s
(t
arr
(i,s))＝T
s
(t
arr
(i,s))+t
ch
(i,s),i∈N(s,t)
[0036]式中，A
s
(t)表示充电站s在t时刻站外时间片新增数量，T
s
(t
arr
(i,s))表示充电站s在t
arr
(i,s)时刻从站外转移至站内的时间片数量，t
ch
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的
充电时间片需求量，N(s,t)表示t时刻被分配至充电站s的电动汽车数量；t
arr
(i,s)表示电动汽车i到达充电站s的时刻；
[0037]充电站s各时刻时间片退出量，基于如下公式更新：
[0038]D
s
(t
inj
(i,s):t
dep
(i,s))＝D
s
(t
inj
(i,s):t
dep
(i,s))+1,i∈N(s,t)
[0039]式中，D
s
(t
inj
(i,s):t
dep
(i,s))表示电动汽车i接入充电设施、离开充电站s的时刻之间的全体时段，充电站s对应站内时间片退出数量。
[0040]所述步骤S6中，充电站站外、站内时间片队列对应的时间片数量，基于如下公式进行更新：
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1、构建充电站站内时间片队列、站外时间片队列；步骤S2、选定充电站时间片队列阻塞评估函数；步骤S3、基于充电站内部装设的充电设施数量，计算充电站时间片队列权重系数；步骤S4、基于各时刻新增电动汽车空间位置、电能需求信息，计算电动汽车所需充电时间片数量，并确定电动汽车的到达、离开时刻；步骤S5、基于电动汽车的到达、离开时刻，更新充电站各时刻站外时间片队列时间片新增量，站外、站内时间片队列间的时间片转移量，以及站内时间片队列时间片退出量；步骤S6、基于充电站各时刻新增、转移时间片数量信息，更新充电站站外时间片队列时间片数量信息；依据充电站各时刻转移、退出时间片数量信息，更新充电站站内时间片队列时间片数量信息；步骤S7、基于充电站站内、站外时间片队列时间片数量，求取充电站各时刻待处理时间片数量，据此评估充电站电动汽车充电阻塞程度；步骤S8、在汇总各时刻区域内各充电站待处理时间片数量基础上，生成区域内充电站电动汽车充电阻塞程度评估结果。2.根据权利要求1所述的基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，其特征在于：所述步骤S1中，充电站站内时间片队列、站外时间片队列分别用于存储不同空间位置分布的电动汽车充电时间片，具体如下：站内时间片队列I
s
：用于存储已到达充电站s，但尚未完成充电的电动汽车对应的充电时间片数量；站外时间片队列O
s
：用于存储归属于充电站s，但尚未到达充电站的电动汽车对应的充电时间片数量。3.根据权利要求1所述的基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，其特征在于：所述步骤S2中，充电站时间片队列阻塞评估函数，具体如下：式中，F
ns
(t)表示基于n次方函数描述的充电站s在t时刻的电动汽车充电阻塞程度评估结果，N
s
(t)表示充电站s在t时刻待处理时间片数量。4.根据权利要求1所述的基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，其特征在于：所述步骤S3中，充电站时间片队列权重系数计算公式如下：式中，w
ns
表示基于n次方时间片队列阻塞评估函数选取条件下，充电站s时间片队列的权重系数；表示充电站s内部装设的充电设施数量。5.根据权利要求1所述的基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，其特征在于：所述步骤S4中，电动汽车所需充电时间片数量，计算公式如下：
式中，t
ch
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的充电时间片需求量，E
dem
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的电能获取需求，P
chmax
、η
ch
分别表示充电站s中充电设施对应充电功率以及充电效率，Δt表示模型单个决策时段的时间步长；ceil()是向上取整函数。6.根据权利要求1所述的基于时间片队列的充电站电动汽车充电阻塞表征方法，其特征在于：所述步骤S4中，电动汽车i到达充电站s的时刻，计算公式如下：t
arr
(i,s)＝t+t
ms
(i,s)式中，t
arr
(i,s)表示电动汽车i到达充电站s的时刻；t
ms
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s所需要的时段数，基于如下公式计算得到：式中，t
dri
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的行程耗时，Δt表示模型单个决策时段的时间步长；ceil()是向上取整函数；电动汽车i离开充电站s的时刻对应于其充电完成时刻，根据如下公式计算得到：t
dep
(i,s)＝t
inj
(i,s)+t
ch
(i,s)式中，t
dep
(i,s)、t
inj
(i,s)分别表示电动汽车i的离开充电站s的时刻及接入充电设施的时刻，t
ch
(i,s)表示电动汽车i前往充电站s的充电时间片需求量。7.根据权利要求1所述的基于时间片队列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志坚，李鹏程，戴景，许志松，自超，刘杰，骆军，余成骏，王子卓，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：