【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电车充电，尤其涉及一种基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法及系统。
技术介绍
1、为减少碳排放和空气污染，公共交通正逐步以电动汽车取代燃油汽车，然而充电问题一直制约着公共交通电气化的发展。随着家用电动汽车数量的增加，充电需求也日益增加，特别是在高峰时期，电动出租车需要与其他家用电动汽车争抢使用公共充电桩，影响了出租车的有效运营时间，降低了运营收益。然而，建设专有充电站的成本较高，收益存在不确定性；更为重要的是，电动出租车与电动公交车不同，其充电需求受载客需求的影响，具有高度时空随机性。大量建设专用充电站可能会导致充电站利用率不高，造成充电资源浪费。
2、尽管电动汽车充电调度多有研究，如通过集中式方法或者分布式博弈论方法优化充电时延或充电成本，基于实时电价通过优化充电功率来优化充电成本等。然而目前尚不存在针对电动出租车的充电桩租借模式的相关研究工作。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：如何借助广泛分布的公共充电桩，满足电动出租车随机时间和位置产生的充电需求。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，包括：
5、获取电动出租车、可租借充电桩信息，并生成集合；
6、基于生成的集合，构建电动出租车充电桩租借系统，建立基于任务数的充电成本模型；
7、根据基于任务数的充电成本模型，将充电桩租借电力容量约束下的电动出租车充电成本最小化问题形式化；
8、基于形式化的充电成本最小化问题，调用基于任务数的充电分配算法，确定电动出租车充电分配策略。
9、作为基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的一种优选方案，其中：
10、所述生成集合包括：
11、设表示电动出租车集合，表示可租借充电桩集合。
12、作为基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的一种优选方案，其中：
13、所述构建电动出租车充电桩租借系统包括：
14、电动出租车向充电桩租借平台提交充电任务，其中，和分别是电动出租车的位置，充电需求和电池容量；
15、充电桩向租借平台提交自身信息，其中分别为充电桩的基准租借价格，单位电力价格，位置和租借电力容量上限。
16、作为基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的一种优选方案，其中：
17、所述建立基于任务数的充电成本模型包括：
18、充电桩的总充电成本由租借成本和电力成本组成，令表示分配到充电桩的充电任务集合，其中是充电任务分配二元决策变量；
19、如果充电任务被分配给充电桩，则，否则；充电桩的租借成本由表示，其中是一个表征租借规模的单调递增凹函数，且满足，；充电桩的电力成本为，其中是充电桩的总充电量：
20、 ；
21、其中，是充电任务的实际充电量，是单位移动能耗，是电动出租车到充电桩的最短距离；
22、定义充电桩上的总成本为：
23、 。
24、作为基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的一种优选方案，其中：
25、所述将充电桩租借电力容量约束下的电动出租车充电成本最小化问题形式化包括：
26、 ；
27、确保任意充电桩的总充电量不能超过其可租借电力容量上限的约束表示为：
28、 ；
29、确保任意电动出租车有充足的电量到达被分配的充电桩的约束表示为：
30、；
31、确保每个充电任务能且仅能分配给一个充电桩的约束表示为：
32、 。
33、作为基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的一种优选方案，其中：
34、所述调用基于任务数的充电分配算法，确定电动出租车充电分配策略包括：
35、对于任意，初始化充电任务集合和剩余租借电力容量；
36、初始化未被分配的充电任务集合,租借充电桩集合和充电任务分配矩阵；
37、对于任意，基于构造平均边际成本最小的充电任务扩展集；
38、计算其中平均边际成本最小的充电桩：
39、；
40、其中，为任意一个充电桩的充电任务集合，为任意一个充电桩的充电任务扩展集合，为任意一个充电桩上充电任务集合为的充电成本，为任意一个充电桩上充电任务扩展集合为的充电成本；
41、更新的剩余租借电力容量：
42、 ；
43、更新充电任务集合，更新租借充电桩集合，更新未被分配的充电任务集合；
44、重复构造平均边际成本最小的充电任务扩展集、计算其中平均边际成本最小的充电桩、更新的剩余租借电力容量、充电任务集合、租借充电桩集合、未被分配的充电任务集合，直到；
45、对于任意，，令；输出充电任务分配矩阵。
46、作为基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的一种优选方案，其中：
47、所述构造平均边际成本最小的充电任务扩展集包括：
48、设置初始数值：初始化新增充电任务次数，充电桩第次添加充电任务后的扩展任务集，具有最小平均边际充电成本的扩展集索引,当前未被分配的充电任务集合，当前剩余租借电力容量；
49、计算具有最小实际充电量的充电任务：
50、；
51、其中，为未被分配的电动出租车的充电任务，为充电任务在充电桩上的实际充电量，为电动出租车的充电需求，为电动出租车的单位移动能耗，为电动出租车到充电桩的最短距离；
52、判定充电任务能否完成并进行相应操作：如果并且，即实际充电量最小的电动出租车能够到达充电桩且剩余租借容量能够完成该充电任务，更新新增充电任务次数，更新充电任务扩展集，更新当前剩余租借电力容量和未被分配的充电任务集合，重复计算具有最小实际充电量的充电任务、判定充电任务能否完成并进行相应操作、更新未被分配的充电任务集合并进行相应操作，直到或者；
53、否则，更新未被分配的充电任务集合并进行相应操作：更新未被分配的充电任务集合，如果，计算具有最小平均边际成本充电任务扩展集合索引：
54、；
55、输出；
56、否则重复计算具有最小实际充电量的充电任务、判定充电任务能否完成并进行相应操作、更新未被分配的充电任务集合并进行相应操作，直到或者。
57、第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的系统，包括：
58、初始化模块，用于获取电动出租车、可租借充电桩信息，并生成集合；
59、成本模型构建模块，用于基于生成的集合，构建电动出租车充电桩租借系统，建立基于任务数的充电成本模型；
60、形式化模块，用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述生成集合包括：
3.如权利要求2所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述构建电动出租车充电桩租借系统包括：
4.如权利要求3所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述建立基于任务数的充电成本模型包括：
5.如权利要求4所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述将充电桩租借电力容量约束下的电动出租车充电成本最小化问题形式化包括：
6.如权利要求5所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述调用基于任务数的充电分配算法，确定电动出租车充电分配策略包括：
7.如权利要求6所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述构造平均边际成本最小的充电任务扩展集包括：
8.一种采用如权利要求1~7任一所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法
9.一种计算设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述生成集合包括：
3.如权利要求2所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述构建电动出租车充电桩租借系统包括：
4.如权利要求3所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述建立基于任务数的充电成本模型包括：
5.如权利要求4所述的基于充电桩租借的电动出租车充电成本优化方法，其特征在于，所述将充电桩租借电力容量约束下的电动出租车充电成本最小化问题形式化包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳，张毅铭，刘婧怡，王磊，刘林峰，徐力杰，李德强，肖甫，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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