一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法及系统，涉及电动汽车规划技术领域，包括：定义路网行驶车辆随机用户均衡模型中各变量；计及路网系统总体的出行效率、充电站的投资成本、交通路况以及电网安全的影响和约束，构建上层模型考虑通行效率最大化的充电站布局模型；根据不同类型车辆对于路径决策的差异性，分别建立燃油车和电动汽车用户的出行效用优化目标，对交通流的分配进行优化，建立下层模型用户出行决策下的随机动态用户均衡模型；将遗传算法与相继平均算法进行有机结合，形成启发式算法，先根据logit分流模型得到用户种群的出行路径选择概率，再结合MSA算法进行迭代，最后采用遗传算法寻优得全局最优解。优解。优解。

【技术实现步骤摘要】
一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及电动汽车规划
，具体的是一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的不断发展，充电设施的建设也在优惠政策的鼓励下不断跟进。电动汽车充电设施的布局规划影响着用户的充电体验，合理的规划方案会提高充电设施的利用率，有助于减少充电设施建设和运营成本。相反，若充电设施没有实现与充电需求分布匹配一致，将可能引发高峰时期充电拥堵、充电桩利用率不均衡等问题。
[0003]因此合理的充电站规划建设是提高用户充电体验，普及和推广电动汽车的重要保障。然而，现有成果中充电站优化布局模型和方法鲜有考虑燃油车混入以及路网拥堵等因素的影响，一般都假设研究路段的交通车流速度不变，用户行驶能耗与路段长度呈线性关系。此外进一步假设所有出行者保持绝对理性都按照最短路径出行，忽略了用户在实际出行决策过程中会受到交通路况信息的影响。然而，电动汽车一般在路网行驶过程触发快充需求，传统规划方法割裂了电动汽车作为路网重要组成部分与路网整体系统之间的联系，无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法，其特征在于，方法包括以下步骤：接收路网行驶车辆随机用户均衡模型中各变量；计及路网系统总体的出行效率、充电站的投资成本、交通路况以及电网安全的影响和约束，利用前述定义变量，构建上层模型，即考虑通行效率最大化的充电站布局模型；根据不同类型车辆对于路径决策的差异性，利用前述定义变量，分别建立燃油车和电动汽车用户的出行效用优化目标，对交通流的分配进行优化，建立下层模型，即用户出行决策下的随机动态用户均衡模型；上层优化模型中的充电站布局位置和站内充电机数量配置作为初始种群，将充电站选址定容方案传递给下层模型求解，将遗传算法与相继平均算法进行有机结合，形成启发式算法，先根据logit分流模型得到用户种群的出行路径选择概率，再结合MSA算法进行迭代，最后采用遗传算法寻优得到全局最优解，所得的全局最优解为充电站的布局规划结果。2.根据权利要求1所述的一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法，其特征在于，所述路网行驶车辆随机用户均衡模型中各变量如下：W:存在出行需求的OD对全集，OD对w∈W；D
w
:OD对w之间的总出行需求；R
w
:w之间的所有出行路径集合，路径r∈R
w
；S:w之间的路段全集，路段s∈S；q
s
:路段s中的车流量；w中路径r上的车流量；w中路径r的道路阻抗；c
s
:路段s的道路阻抗；f
w
:所有选择在w之间出行的用户数量，分别表示第d天时刻OD对w之间选择路径r的燃油汽车和电动汽车数量；r
L
:路径r的距离；s
L
:路段s的距离；δ
sr
:0
‑
1变量，当路段s在处于w中的路径r上，则δ
sr
＝1；否则δ
sr
＝0；L
road,s
：路段s的容量。3.根据权利要求1所述的一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法，其特征在于，所述构建上层模型的过程如下：构建以路网系统的总出行阻抗最小为目标的目标函数；建立充电站建设运行成本约束；建立充电需求约束；建立配网变电容量约束；建立配网节点电压约束；建立充电站接入点容量约束；建立线路电流约束。4.根据权利要求3所述的一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法，其特征
在于，所述目标函数为：式中，表示第d天t时刻OD对w之间选择路径r的实际道路阻抗，出行阻抗越小，用户的出行时间就越短，效率因此也越高，其中t＝{1,2,3,
…
，24}，单位为小时，选取夏季典型日作为典型场景计算出路网的年出行阻抗。5.根据权利要求1所述的一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法，其特征在于，所述建立下层模型的过程如下：建立燃油汽车出行路径阻抗模型；建立电动汽车用户出行路径阻抗模型；建立用户出行路径决策模型；设定流量守恒约束；基于燃油汽车出行路径阻抗模型、电动汽车用户出行路径阻抗模型、用户出行路径决策模型和流量守恒约束，生成用户出行决策下的随机动态用户均衡模型。6.根据权利要求5所述的一种动态用户均衡交通分配的充电站布局规划方法，其特征在于，所述建立燃油汽车出行路径阻抗模型的实现过程如下：燃油汽车用户出行决策的主要考虑因素为行程时间，受到路网交通状况的影响，具体可由路阻函数计算得到，燃油汽车用户的出行费用主要由燃油费构成，可通过总出行距离和单位里程的燃油费进行求解，第d天t时刻路径r出行的时间如下：式中，t
s
(d,t)为第d天t时刻路段s出行的时间，为路段s的零流速度，q
s
(d,t)为第d天t时刻路段s的车流量；行驶燃油费用：式中，ρ1为单位里程的燃油消耗费用；η为货币费用
‑
时间折算系数；因此得到燃油车用户在路径r上的出行阻抗计算式如下：7.根据权利要求5所述的一种动态用户均衡交...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，白晨晖，高山，甘海庆，刘威，赵欣，黄学良，袁晓冬，阮文骏，任禹丞，王明深，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：