[发明专利]城市电动出租车充电站选址和服务范围划分的规划方法

说明书

本发明公开了一种城市电动出租车充电站选址和服务范围划分的规划方法，包括以下步骤：S1：分析电动出租车行驶和充电行为特性；S2：生成基于充电桩数目的充电站建造年维护成本和基于排队理论的用户年充电成本；S3：对充电站建造年维护成本和用户年充电成本进行加权，得到充电站全社会综合成本，并以电网安全运行为约束，构建电动出租车充电站站址规划模型；S4：用混合离散二进制粒子群算法和Voronoi图法相结合对步骤S3所建立的模型进行求解，实现充电站站址的最优规划和充电站服务范围的自动寻优。本发明的规划方法实用性较强，强化了充电站选址规划的局部搜索能力，为城市电动出租车充电站站址规划提供了一个新的思路。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站规划技术领域，具体地说是一种考虑智能算法的城市电动出租车充电站选址和服务范围划分的规划方法。

背景技术

出租车作为城市交通通勤最为频繁的车辆，常年来的尾气排放对城市环境造成了巨大伤害。新能源汽车的引进可以有效减少石油资源的消耗，被看成是一种调整能源结构、改善城市环境以及可持续发展的重要方法。现阶段存在的一个典型问题是电动出租车与充电基础服务设施发展不协调。电动汽车存在续航里程短、充电时间长等目前难以解决的问题，导致充电站出现排队现象。充电设施配置不完善正严重阻碍电动出租车正常有序的发展。另外，部分地区的充电站建设布局不合理、通用性差，充电利用率低。因此，对电动出租车充电站进行科学合理的规划，不仅关系到充电站服务质量、运营收益，也影响到用户出行的便利程度。

电动汽车充电站规划属于高维非线性规划问题，目前国内外对电动汽车充电站选址定容问题常见的模型求解方法大致可以分为遗传算法、粒子群算法、模拟退火法、禁忌搜索法的智能算法，以及Voronoi图法、线性规划和非线性规划等数学优化算法。这些算法可以得到大规模选址定容问题的最优解，但容易造成后期收敛速度慢、局部搜索能力差等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种考虑智能算法的城市电动出租车充电站选址和服务范围划分的规划方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种城市电动出租车充电站选址和服务范围划分的规划方法，包括以下步骤：

S1：分析电动出租车行驶和充电行为特性；

S2：生成基于充电桩数目的充电站建造年维护成本和基于排队理论的用户年充电成本；

S3：对充电站建造年维护成本和用户年充电成本进行加权，得到充电站全社会综合成本，并以电网安全运行为约束，构建电动出租车充电站站址规划模型；

S4：用混合离散二进制粒子群算法和Voronoi图法相结合对步骤S3所建立的模型进行求解，实现充电站站址的最优规划和充电站服务范围的自动寻优。

所述步骤S1中的电动出租车行驶和充电行为特性包括电动出租车的出行时间和行驶里程的日平均值以及交班时间。

所述步骤S2中的充电站建造年维护成本F_sh通过式(1)得到：

式(1)中：r为充电站运营年限；d为贴现率；N_by,k为变压器数目，a为变压器单价；N_cd,k为充电桩数目，b为充电桩单价；C_d,k为充电站k的基建成本；η为维护成本折算因子；p为当地电价；P_Loss为配电系统网络年损耗；x_i表示节点i是否接入充电站，1为接入、0为不接入；P_si、Q_si为i节点所建的充电站的有功、无功容量。

所述步骤S2中的用户年充电成本F_yh通过式(2)得到：