[发明专利]一种电动汽车充电站最优规划方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车充电站最优规划方法。将交通信息和用户的充电成本纳入到规划的数学模型中。对原始粒子群算法做出改进，提高算法准确率与效率。该方法步骤为：1)对充电站的选址建立数学模型；2)利用Voronoi图和改进粒子群算法结合，对充电站进行规划求解；3)通过模拟仿真验证改进粒子群算法。本发明将用户的充电成本纳入模型中，使模型更贴近实际情况；本发明求解的效率更高，有效的避免陷入局部最优的问题。

技术领域

本发明属于智能电网领域，特别涉及一种电动汽车充电站最优规划方法。

背景技术

近年来，化石燃料的日益枯竭，全球环境问题的日益恶化，为了缓解日益严峻的能源危机与空气污染问题，必须在交通运输行业大力发展节能、清洁的交通工具。电动汽车以其显著的燃油替代和节能减排优势受到世界范围的重视。电动汽车以电能作为行驶动力，避免了石油的消耗和尾气的排放，同时还有噪声低、能源效率高、维修方便的特点，因此，发展电动汽车是解决当下能源与环境问题的有效途径。新能源产业成为了替代传统化石燃料解决能源危机的重要举措，受到了各个国家的大力扶持。随着电动汽车技术，特别是电池技术的发展，以及一些国家在政策上的大力支持，电动汽车在过去的十多年间得到了快速发展。电动汽车充电站除了能给电动汽车充电外，还能为其提供维修、检测等多种服务，是未来必不可少的基础设施。

但是现有技术中尚无一种电动汽车充电站最优规划方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种电动汽车充电站最优规划方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电动汽车充电站最优规划方法，包括以下步骤：

步骤1、对充电站的选址建立数学模型；具体为：

平均每年电动汽车充电站j的投资费用为：

式中，f_CSj表示电动汽车充电站j折算到每年的投资费用；C表示修建充电站所需征用土地和基础建设的固定投资成本；a是包含购买充电机、配电变压器修建成本和铺设输电线路等有关的等效投资系数；b为充电机的单价；N_chrg为充电站j所需安装充电机数量；r₀是贴现率；Y为运行年限；

电动汽车充电站表达式为：

式中，f_rj表示是电动汽车充电站j每年投运的费用；σ表示的是比例系数；

从充电需求点驶入充电站的空驶电量消耗费用，以及用户的排队等待费，表达式为：

其中，f_customerj表示平均每年电动汽车充电站j的服务区域内电动汽车用户在充电路途中消耗的费用；f_DT表示用户有充电需求时的空驶损耗成本；f_QT表示用户排队等待成本；ζ表示城市出行时间成本；β表示城市道路曲折系数，为城市中两点的实际距离和直线距离的比值，E_ij表示充电需求点i到所属充电站j的欧几里德距离；n_ev为每个交通节点平均每天有充电需求的电动汽车数量；E_1km为电动汽车单位耗电量；p_e为电价；W_qj表示各个充电站的排队等待时间期望；

全社会总成本优化模型的具体数学模型为：

其中，F表示充电站规划方案折算到每年的全社会总成本；N表示需要修建的电动汽车充电站的数量，表示充电站初期投资权重，ψ表示运行成本权重，τ表示用户成本权重；

电动汽车排队等待时间期望的数学模型为：