[发明专利]一种网联充电站环境下电动汽车等待时间分布短时预测方法

说明书

一种网联充电站环境下电动汽车等待时间分布短时预测方法，具体步骤如下：步骤1.计算充电需求；步骤2.预测等待时间分布。本发明综合考虑用户选择充电站的影响因素，计算各充电站充电需求；采用M/G/n排队模型，利用网联充电站实时信息，求解电动汽车充电等待时间分布函数，实现电动汽车充电等待时间分布的短时预测。

技术领域

本发明涉及一种网联充电站环境下电动汽车等待时间分布短时预测方法，属于智能交通领域。

背景技术

当前世界面临能源紧缺和环境污染双重考验，电动汽车因节能、零排放等优点得到迅猛发展。但是受制于电池技术、充电设施技术，电动汽车面临着续航里程较短、充电时长过长、快速充电桩的充电效率低等问题。为缓解用户的“里程焦虑”，全国大力建设充电设施，许多学者也致力于从规划的角度出发，对电动汽车充电站布局优化。但受制于土地、基础设施、环境等因素，充电站的合理布局难以实现，导致充电站存在“有车无桩”、“无车有桩”现象。同时，用户选择充电站随机性和盲目性，加剧了充电站服务水平分布不均衡的现象，导致部分充电站排队过长、时空资源浪费，用户出行成本增加。由于充电站到达车辆数、电动汽车充电时长随机变化，并且不同车辆对等待时间可靠性的忍受程度不同，平均等待时间难以适用不同时段、不同充电站以及不同车辆，而等待时间分布则能够完整地描述充电等待时间的统计规律，为制定更加精细合理的交通需求分配和诱导方案提供依据。在网联充电站环境下，充电桩的使用情况、路网上需要充电的电动汽车数目及位置信息可以实时获得，这些信息能够有效地处理和分析用户的选择差异性，提高充电需求的计算精度。因此，发明一种网联充电站环境下电动汽车等待时间分布短时预测方法显得意义重大。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了网联充电站环境下电动汽车充电等待时间分布的预测方法。综合考虑用户选择充电站的影响因素，计算各充电站充电需求；采用M/G/n排队模型，利用网联充电站实时信息，求解电动汽车充电等待时间分布函数，实现电动汽车充电等待时间分布的短时预测。

一种网联充电站环境下电动汽车等待时间分布短时预测方法，其具体方法如下：

1.计算充电需求；

在网联充电站情况下可以获取该时段路网上需要充电的总车辆数N_nc。每一时段到达第k个充电站的车辆数N_s,k等于该时段路网上需要充电的总车辆数N_nc与选择第k个充电站概率P_k的乘积

N_s,k＝N_nc·P_k (1)

第k个充电站被选择的概率P_k可由电动汽车用户i选择第k个充电站的概率求得

式中，P_i,k为电动汽车用户i选择第k个充电站概率，A_m为可选择的充电站集合。

影响用户选择充电站有多种因素，各影响因素皆存在一个可量化的效用值，用户依据效用最大化原则进行选择充电站充电。因此，电动汽车用户i选择第k个充电站的概率为

式中，V_i,k为电动汽车用户i选择第k个充电站的效用值。

利用充电费用、离充电站距离、充电时间段、附近建筑物、充电桩占用情况构建用户选择充电站效用函数，由于各因素相互之间具有独立性，因此电动汽车用户i选择第k个充电站效用函数

V_i,k＝θ₁C_i,k+θ₂D_i,k+θ₃T_i,k+θ₄Z_i,k+θ₅B_i,k (4)