基于排队模型的大型园区充电站负载能力研究

电动汽车充电桩的建设是制约着电动车日常使用的关键问题之一。同时,大量电动汽车在高峰时间充电亦会对电网带来较大负荷,需要在规划阶段对充电站进行优化,降低对电网的压力。以某大型工业园区充电站为对象,统计了用户在充电周期、充电量、充电时间上的习惯,分析结果显示该充电站用户到达间隔近似服从负指数分布,充电服务时间近似服从Gamma分布。基于M/G/k排队模型,建立了该园区内部充电桩的排队仿真模型,通过蒙特卡洛方法给出了不同时段充电站的排队长度、排队时间等参数,并对比了充电服务时间分布不同对排队模型关键参数的影响,为未来纯电动汽车充电桩的建设与优化具有直观的参考意义。     

城市中电动汽车临时充电站选址和定容模型

【目的】为城市街道环境下解决拥堵城市道路中的电动汽车临时充电站的选址与每个充电站的充电桩的定容优化问题提供解决方案。【方法】考虑纯电动汽车的警戒行驶里程和城市道路中车辆行驶具有双向性的特点，基于截流选址模型（Flow refueling location model, FRLM）构建电动汽车的充电站选址模型；为使电动汽车等待充电时间最短为优化目标，基于排队论构建了充电桩的定容模型。最后以北京市西城区车公庄大街的水平线道路充电桩设施进行了实例研究。【结果】FRLM仿真结果显示随着电动汽车续航能力的提高，城市主干路上充电桩的个数将会减少，并呈现出了指数衰减的形态；充电桩的定容模型仿真结果显示随着电动汽车保有量的提高，如果不增加电动汽车的等待时间，已有充电站需要进一步扩容，在同等等待时间下电动汽车的车流量和充电桩数量呈现出线性关系。【结论】研究结果对北京市未来城市内电动汽车充电桩的合理网络布局及北京市电动汽车产业发展具有理论指导意义。     

电动公交车线路和充电设施及策略规划方法研究

针对电动公交车充电设施配置不合理的现象,对电动公交车线路和充电设施及策略规划方法进行研究。综合考虑充电站及充电桩配置与公交线路运营特征设计参数两者的相互影响,以充电等待时间和运力为约束条件,建立社会福利最大化模型。基于两种不同的充电策略,讨论其对充电站内车辆排队充电等待时间的影响。以拉格朗日函数求解算法和遗传算法对模型进行求解,并以苏州市931路纯电动公交线路为算例对模型与算法进行了验证。研究结果表明,相比于遗传算法,基于拉格朗日函数的求解算法效率更高,求解结果更稳定。根据所构建模型设计的充电桩数量及线路运营特征参数,在满足充电等待时间约束的条件下可以实现社会福利最大。该研究所提出的模型可为电动公交车线路规划提供决策依据。     

一种电动汽车充电桩的布局规划方法

电动汽车充电桩的规划和建设对电动汽车推广起着决定性的作用,提出了一种新的充电桩规划方法。首先,在确定各类型充电桩数量的基础上,考虑了不同类型电动汽车不平衡的充电需求、最小充电距离的充电桩位置等因素,对慢速充电桩的规划进行分析。然后,基于路网结构和充电需求分布不均,对快速充电桩的规划进行分析。最后,从天津市经开区电动汽车充电需求分析入手,对提出的布局规划方法进行了实例验证。     

考虑电动汽车有序充电的配电网重构降损策略

随着电动汽车的快速发展,配电网中建设了大量的充电桩和充电站。由于电动汽车的充电行为具有潮汐效应,当大量电动汽车同时充电时将造成配电网中的线路重载,使得部分节点的电压过低。因此研究电动汽车的有序充电以及通过配电网重构改善潮流分布具有重要的意义。首先以配电网的负荷波动最小为目标优化分时电价策略,引导充电站和充电桩控制电动汽车的充电功率以优化负荷曲线,最后通过配电网重构策略改变配电网中的柔性开关从而转移潮流,提高电压质量。通过IEEE33节点算例验证,结果表明所提的有序充电和重构策略能够改善配电网的潮流分布,降低配电网的峰谷差和网损,提高配电网的电压质量。     

电动汽车快速充电站需求分析与设备优化方法

电动汽车快速充电站是城市未来重要的基础设施,其规划建设是否合理直接影响到城市交通体系的运行和电动汽车产业的发展.以城市电动汽车日充电量为基础对快速充电站总量进行了预测,通过分析电动汽车快速充电站车辆到达及充电时间的特征,引入了随机服务系统,建立了排队系统模型,计算了平均逗留时间和充电机空闲时间的比例等指标.采用愿望模型分析方法,优化确定充电站的设备数量,既减少顾客的等待时间、解决排队拥挤现象,又有效减少充电站的投资.最后通过MATLAB实例仿真验证了该方法的有效性.     

基于用户行为和分时电价的充电定价策略优化

考虑用户充电行为和竞争对手定价等因素,研究公共充电站的充电定价问题.建立用户价格响应模型,量化分析充电价格与用户需求的内在关系.基于用户价格响应和分时电价,提出一种两阶段充电定价策略:第1阶段基于用户的充电频率分布,采用K-means聚类算法将一天划分为峰时段、平时段和谷时段;第2阶段,分析各时段的充电供需,峰时段以充电站利润最大化为优化目标,平谷时段以充电站利润和利用率最大化为目标,构建分段式定价优化模型,并分别采用遗传算法和NSGA-Ⅱ算法求解模型.基于某市充电站的运营数据,完成案例分析.结果 表明:峰时段总体利润提升约13.4％,充电桩利用率提高约26.8％;平谷时段共获得17组Pareto最优解,均优于固定电价机制.所提出的充电定价策略可以为充电站运营与规划提供决策参考.     

高速公路充电站选址定容问题的多目标优化方法（英文）

【目的】高速公路充电站位置选择和容量确定对电动汽车应用推广具有重要意义。【方法】针对高速公路充电站选址定容问题,通过引入充电站的平均适配率,即电动汽车的充电需求与当前充电站总容量之间的匹配程度,以充电站的建设成本最小和充电站的平均适配率最大为目标建立了新的多目标优化模型。【结果】利用多目标优化问题的NSGA-Ⅱ算法对模型进行了数值实验,验证了模型的有效性。此外,本文也进一步研究了出行车辆数量、充电桩功率以及续航里程对充电站的建设成本和适配率的影响。【结论】数值实验表明:本文提出的多目标优化方法可以得到更高的充电站利用率和更低的建设成本,为高速公路充电站的选址定容问题提供了更加科学合理的决策参考。     

多因素下基于路网拓扑的电动汽车充电路径规划策略

随着电动汽车产业的发展,电动汽车的充电需求也日益增加.为了满足电动汽车用户充电多样性需求并提高充电设施利用率,本文在考虑出行距离、充电电价以及充电站排队情况等三种影响因素下构建混合整数线性规划模型,提出了一种多因素下基于充电站路网拓扑结构的电动汽车充电路径规划方法,为用户规划充电路径与充电站选择.首先,该方法在能耗约束的前提下基于Dijkstra最短路径算法进行充电引导,为求解多目标最优引入信息熵的概念来确定各参数影响权重.其次,针对用户充电需求的差异性问题,提出了三种不同目标下的规划方法以降低用户充电成本.此外,本文构建了站点随机充电服务排队模型并进行敏感性分析以研究充电站服务能力对充电成本的影响.以某地区路网为算例进行仿真,结果表明本文提出的方法能够有效降低用户充电出行成本并合理规划出行路径,验证了所提模型的可行性和有效性,对充电选择和站点配置具有一定的决策参考意义.     

基于北斗互联的充电桩运维系统设计与实现

在国家加快电动汽车充电基础设施的建设的大环境下,充电桩的建设呈现出爆发的态势。针对建设在人员稀少、环境偏僻的充电站,运维工作耗费大量时间人力与财力。运用北斗卫星系统安全可靠、全天候机制,不受任何台风、地质灾害等影响的优势,采用短报文一对一发送接收功能,实现充电桩运维系统远程控制。项目已在多地实施运用,在稳定性、安全性、标准化、分层管控上取得了传统充电桩运维系统无法比拟的优势。     

电动公交更换式充电站的优化设计

更换式充电站具有提高车辆利用率、电池充电温度可控和电池维护便利等优点,成为国内纯电动公交车最主要的能源补给模式,同时更换式充电站也具有使用电池数量大、占地面积大、投资规模大等缺点.本文建立了基于高峰发车间隔、平峰发车间隔、高峰持续时间、平峰持续时间、电池回站SOC等参数的更换式充电站的车辆数量、电池数量和更换工位数量计算方法,建立了基于锂离子电池充电曲线的充电站总充电功率的计算方法,通过实际充电站的运行数据测试,验证了本文提出的相关方法的可行性和准确性.     

电动公交客车充电站容量需求预测与仿真

以明确纯电动公交客车对充电站配电容量需求为目标,叙述了充电站电力负荷计算、预测的重要性及常用的电气负荷预测和计算方法,根据电动公交客车运行机制及动力电池充电功率需求变化特性建立了电动公交客车充电站容量需求数学模型,对影响电动公交客车充电站配电容量的因素进行了分析,仿真计算了等间隔和变间隔充电机制下充电站的配电容量需求,建立了定功率工况下电动公交客车车队的充电机制,为确定电动汽车实际充电运行机制和充电站容量需求提供了理论依据.     

基于LBS的 电动汽车充电服务系统的设计与实现

为解决电动汽车充电难、充电桩分布不密集的问题,通过对第三方地图和LBS(Location Based Services)的充分利用,采用基于SOAP(Simple Object Access Protocol)协议的Web Service方法实现服务端与客户端的信息交互,开发了基于LBS的电动汽车充电服务系统Android客户端应用,实现实时定位、地址检索、充电桩信息显示、路径导航和预约充电等功能,方便用户对充电桩的查询和使用。     

电动汽车“智慧”充电系统研究

针对当前国内对电动汽车的逐步推广,以及电动汽车充电桩的现状和需求,为满足用户参与用电管理,以便实时了解充电桩的状态与位置信息、电价信息等,本文提出了电动汽车"智慧"充电系统,对系统的三个主要组成部分智能充电桩、服务器和微信平台的功能与结构进行分析与设计。本系统通过微信平台即可实时查询充电桩的状态与位置信息,并实现充电桩的定位导航、充电预约及锁定、选择充电模式、停止充电等功能,使用户参与用电管理,实现合理用电、有序充电,为未来电动汽车的发展提供实践条件。     

电动公交车不同充电模式发车计划与充电费用研究

为对比"夜间慢速充电+白天快速充电"、"夜间慢速充电"两种不同的整车直接充电模式下,电动公交车的车辆发车计划与充电费用,考虑时刻表、电量限制、充电站距离、允许车辆等待发车时间阈值的影响,建立并运行模型。结果发现,两种模式需要的最小公交车辆数、单日需要的充电费用均不同,建议企业应考虑车辆数、充电费用等因素选取适合的充电模式。此外,还对公交车前往充电站的距离、公交车到达站点等待发车的时间阈值与充电费用的关系进行了敏感性分析,据此建议合理设置充电站位置,并根据具体条件设置合适的等待发车时间阈值,以减少充电费用。     

基于用户综合满意度的电动汽车充电诱导优化模型

随着电动汽车(electric vehicle, EV)在城市交通系统不断普及，充电诱导服务成为在充电设施有限条件下解决充电问题的有效手段。在分析电动汽车用户充电满意度的基础上，提出一种综合用户绕行距离、排队时间和充电费用的电动汽车充电诱导优化模型。为准确推导用户在充电站的排队时间，充分考虑电动汽车用户充电站选择决策的相互影响，建立充电站运营状态预测模型。针对模型特点，结合免疫算法求解模型。通过面向多充电请求的优化算例验证模型的可行性和有效性，结果表明：通过求解模型可以获得用户综合满意度最大化情况下的用户最优充电站决策及其行驶路径；与绕行距离最小、排队时间最短和充电费用最少等单目标优化方案相比，所提模型的充电诱导方案的用户综合满意度分别提升了15.0%、 17.8%和11.4%。     

基于深度神经网络的直流充电桩远程计量性能检定方法

为实现对直流充电桩计量性能远程、节约、高效的检定,基于深度神经网络(DNN),采用现场电动汽车直流充电桩充电的大量数据,在对充电过程中各变量与累计电能进行相关性分析的基础上,建立了直流充电桩累计电能计算的DNN模型,提出了一种可用于直流充电桩的远程计量性能检定方法。实例验证结果表明:电池荷电状态对累计电能计算的影响最大,电流的影响最小；建立的DNN模型可准确计算待测桩的“实际”输出电能,模型计算结果的示值误差与实际检定示值误差间差值的绝对值小于1%；提出的直流充电桩远程计量性能检定方法可实现高效的直流充电桩计量性能评估。     

基于信息交互的大规模电动汽车充电路径规划

随着电动汽车的不断普及,在充电高峰时段大规模电动汽车聚集充电,将会导致充电站附近局部交通拥堵,带来用户充电等待、电网负荷大幅波动等问题。该文基于实时的信息交互系统,提出了综合考虑交通网、充电站、配电网信息的大规模电动汽车充电路径规划方法。设定包括路段通行、车辆充电需求、充电站负荷、电网运行等约束条件,建立考虑路段通行时间、充电站车辆数目、充电负荷等因素的多目标优化函数,采用改进的Dijkstra方法对该优化问题进行求解。仿真分析结果表明:该充电路径规划方法在保证配电网正常运行的前提下,可缓解充电站附近的交通拥堵,减少电动汽车用户充电等待时间,提高充电设施的利用率。     

中断情景下EV充电站与多类型充电桩联合布局优化

【目的】当前研究较少考虑中断情景与电动汽车（electric vehicle, EV）用户充电距离,且多是对充电站的选址进行规划。有鉴于此,在中断情景下将研究范畴拓展至充电站与充电桩联合布局优化,以成本最小和距离最短为目标构建了多目标规划模型。【方法】针对问题的NP-hard特性,首先设计了基于K-Means聚类的启发式算法,以快速生成较好的初始可行解,然后提出改进遗传算法求解模型。【结果】通过算例分析,验证了模型的有效性。【结论】所建模型能够有效解决中断情景下的EV充电站与充电桩联合布局优化问题,所提算法在求解精度与稳定性方面要优于已有算法。     

目的地充电的电动汽车分布式充电桩选型

为了解决城市内电动汽车充电排队及分布式充电桩闲置的问题,首先对充电桩类型进行预筛选;然后,基于用户目的地充电的行为选择,考虑用户的停车规律及充电起始荷电状态,计算用户对不同类型充电设施的需求概率,在满足用户充电需求的基础上,以充电桩的综合成本最小为目标函数建立了充电桩选型最优模型;最后,将所选模型应用于某高校电动汽车充电桩规划中。研究结果表明:针对5种不同的充电桩日有效工作时间,可确定6个型号充电桩的数量,并且充电桩的日有效工作时间为12 h时,建设总成本最低,为48 180元。