[发明专利]基于服务站通用模型的电动汽车充换电网络一体化调度方法

权利要求书

1.一种基于服务站通用模型的电动汽车充换电网络一体化调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）建立充换电网络中三种类型服务站：集中型充电站、充换电站和配送站的通用模型，以表征服务站的状态与行为之间的关系，所述状态包括满电池组数和空电池组数，所述行为包括换电、充电、电池调配，所述状态与行为之间的关系为：

Qi,tf=Qi,t-1f+Qi,t-[t_chg/T]c-Qi,t-1h-Qi,t-1d,Qi,t-1d≥0Qi,t-1f+Qi,t-[t_chg/T]c-Qi,t-1h+ΣjQi,t-[disij/T]d,Qi,t-[disij/T]d<0---(1)]]>

Qi,te=Qi,t-1e+Qi,t-1h-Qi,t-1c+ΣjQi,t-[disij*2/T]d,Qi,t-[disij*2/T]d≥0Qi,t-1e+Qi,t-1h-Qi,t-1c-ΣjQi,t-[disij/T]d,Qi,t-[disij/T]d<0---(2)]]>

Qi,th≤Qi,tfQi,tc≤Qi,teQi,td≤Qi,tf-Qi,th,ifQi,td>0---(3)]]>

式中：为t时刻服务站i的满电池组数量；为t时刻服务站i的空电池组数量，t＝1表示初始时刻；为t时刻服务站i为用户换电的满电池组数量；为t时刻服务站i开始充电的空电池组数量；为t时刻服务站i开始调配的满电池组数量，表示t时刻服务站i调出电池组，表示t时刻有满电池组从其他服务站向服务站i调出。t_chg为电池组充电所需时间(min)；T为采样周期（min）；dis_ij为服务站i到服务站j的电池组调配最少单程用时(min)；[]表示向上取整；

2）依据排队论的相关理论，电动汽车换电服务系统可看成一个排队系统，系统的顾客是电动汽车，服务台是换电设备，服务台提供的服务是更换电池，根据排队论原理获得服务站的实际换电能力，对原始换电需求曲线进行修正：

Qi,tr=min(Qi,tR,Ni,t)---(4)]]>

式中：N_i,t第t个采样周期内服务站i的换电能力；为t时刻服务站i的原始换电需求；为修正后t时刻服务站i的换电需求；

3）根据网络交通图，利用dijkstra算法求解最短用时路径；

4）计算一个运营日内充换电网络的物流费用：

Fd=ΣtΣiΣjceil(abs(Qij,td)/vc)*disij*cev/120---(5)]]>

式中：F_d为物流费用；为t时刻服务站i配送给服务站j的满电池组数，如果满电池组从服务站j配送至服务站i，则为负；vc为每辆车能够装载的电池组数，单位为块；c_ev为单个物流车辆每小时的运费，单位为元/小时；

5）计算一个运营日内充换电网络的充电费用：

Fc=ΣiΣtime=148Σt=timetime+[t_chg/30]-1Qi,tc*pack*T*P(t)---(6)]]>

式中：F_c为充电费用；p_ack为电池组的充电功率，单位为KW；P(t)为t时刻的电价，单位为元；

6）以分时电价为背景，以网络运营费用最小化为目标，建立实际电动汽车充换电网络运营一体化调度模型，从而得出一体化调度的充电和电池调配策略：

minF＝F_c+F_d               (7)

s.t.Qi,th=min(Qi,tf,Qi,tr),∀i,t---(8)]]>

Qi,th=Qi,tr,∀i,t---(9)]]>

Qi,tc≤min(Qi,te,Pi*1000/pack),∀i,t---(10)]]>

Σjceil(Qij,td/vc)≤nci,ifQij,td>0,∀i,t---(11)]]>

Qi,td≤Qi,tf-Qi,th,ifQi,td>0,Qi,td=ΣjQij,td,∀i,t---(12)]]>

Qij,td+Qji,td=0---(13)]]>

ΣiQi,td=0,∀t---(14)]]>

式中：P_i为服务站i的容量，单位为MW；nc_i为站点i的物流车辆数。