[发明专利]一种基于充电需求大数据的路网充电优化方法

说明书

本发明公开了一种基于充电需求大数据的路网充电优化方法及计算机可读存储介质，该基于充电需求大数据的路网充电优化策略分析方法包括以下步骤：获取预警点数据；基于预警点数据，确定预警点权值；基于预警点权值，并利用改进K‑means算法对出行风险区域进行风险等级划分；以及至少部分地基于出行风险区域的风险等级，建立以充电服务半径和充电站最大服务数量为约束的充电站成本和电动汽车用户等待时间总成本最小的非线性目标函数，利用改进的K‑means聚类方法将充电需求点进行聚类处理，确定充电站具体位置。本发明的方法可以降低充电站选址的复杂性，同时也能够覆盖用户的充电需求，以改善电动汽车用户出行的品质。

技术领域

本发明是关于电动汽车充电站布局规划技术领域，特别是关于一种基于充电需求大数据的路网充电优化策略分析方法及计算机可读存储介质。

背景技术

电动汽车以高效、节能的优点在国家低碳交通建设中备受瞩目，在国家政策支持以及企业的大力布局下，近几年电动汽车进入了高速发展期，而与之配套的充电设施的建设也将迎来快速的发展。不过，由于我国电动汽车的发展正处于初级阶段，对应的充电设施建设还没有很完善，据统计，约有1/3的电动汽车驾驶员遇到过由于未能及时充电导致电池过放电而造成性能严重下降的情况，因此，对充电站的合理布局规划是解决此类问题的关键。

当前充电站选址考虑的因素主要是充电站服务半径、充电站最大充电容量、充电站运营成本以及电网电能质量等约束条件，并未基于实际电动汽车充电预警点及出行风险区域等级程度为基础，充电需求为导向的充电站优化布局。通过对出行风险区域的提取，可以获得用户在实际出行过程中的充电需求位置，进而进行充电站布局规划，可以降低充电站选址的复杂性，同时也能够覆盖用户的充电需求。如何基于充电需求的大数据进行充电站的优化选址布局，是推动电动汽车更快发展亟需解决的问题。现有技术CN109858676A公开了一种基于聚类算法的电动汽车充换电服务需求模型预测方法，现有技术CN109447410A公开了一种考虑城市路网交通运行状态的充电站选址方法，上述方法各自存在一些问题，本发明也将针对上述现有技术的问题进行改进。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于充电需求大数据的路网充电优化策略分析方法及计算机可读存储介质，其能够克服现有技术的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于充电需求大数据的路网充电优化策略分析方法，该基于充电需求大数据的路网充电优化策略分析方法包括以下步骤：获取预警点数据；基于预警点数据，确定预警点权值；基于预警点权值，并利用改进K-means算法对出行风险区域进行风险等级划分；以及至少部分地基于出行风险区域的风险等级，建立以充电服务半径和充电站最大服务数量为约束的充电站成本和电动汽车用户等待时间总成本最小的非线性目标函数，利用改进的K-means聚类方法将充电需求点进行聚类处理，确定充电站具体位置。

在一优选的实施方式中，当电动汽车的剩余续驶里程与电动汽车距最优充电站的相对距离之差小于或等于电动汽车剩余续驶里程的10％～20％时，电动汽车的位置被定义为预警点。

在一优选的实施方式中，确定预警点权值包括如下步骤：确定预警点的多个指标，多个指标至少包括预警类型、预警位置以及预警时间；计算多个指标的权重；基于多个指标的权重得到预警点权值。

在一优选的实施方式中，预警类型至少包括轻度预警以及重度预警；预警时间至少包括高峰期、平峰期以及低谷期；预警位置至少包括城市中心区以及城市边缘区。

在一优选的实施方式中，计算多个指标的权重包括如下步骤：对多个指标进行无量纲化处理；计算经过无量纲化处理的多个指标的平均值和标准差；基于平均值和标准差确定变异系数Z_i；计算各指标权重W_i。