[发明专利]一种考虑分时电价影响的电动公交车充电方案优化方法

说明书

一种考虑分时电价影响的电动公交车充电方案优化方法，本发明涉及电动公交车充电方案优化方法。本发明的目的是为了解决现有电动公交车的充电方案未考虑电动公交车各个班次运行过程中SOC的变化、电量消耗速率以及电价，导致电量消耗高、充电等待时间长、交通运输效率低、电费支出高的问题。过程为：一：获取基础数据；二：对公交车第i班次行程时间进行拟合，获得拟合数据；三：建立充电方案优化模型；计算充电时长的取值范围；计算第i班次开始时的SOC和结束时的SOC；计算全天充电电费支出；四：获得公交车全天运营时间的充电时长；五：计算获得公交车非运营时间的充电时长。本发明用于电动公交车充电方案优化领域。

技术领域

本发明涉及电动公交车充电方案优化方法。

背景技术

电动公交车作为一种新兴的环保型公共交通工具，具有低噪声、零排放、行驶稳定性高的优点，不仅能减轻城市污染物排放，还能实现交通能源结构多元化，能够有效缓解环境压力和能源危机。在这种背景下，近年来电动公交车在世界范围内迅速发展，保有量迅速增加。

但由于受车载电池容量的限制，电动公交车目前还存在续驶里程短的缺陷，所以每日都需要进行充电。电费支出是公交企业运营成本的重要组成部分，如果能够通过合理制定充电方案来减少电费支出，则对于降低公交企业运营成本具有重要意义。根据对实际观测数据进行统计分析发现：电动公交车的电量消耗速度具有非线性递增的特点，即当电池的荷电状态(State of charge,SOC)较高时，单位里程的电量消耗速率较低；当SOC较低时，单位里程的电量消耗速率较高。公交企业在制定车辆调度方案、充电方案时，均需要考虑这个特点。

此外，很多城市针对企业实行“分时电价”的政策，即将一天24小时划分为若干个时段，为各个时段制定不同的电价。一般来讲，白天为用电高峰，电价较高；夜间为用电低峰，电价较低。这种政策能够鼓励企业尽量在低峰时段用电，降低电力系统的运行成本。

鉴于电动公交车电量消耗速率的非线性递增特性以及分时电价政策，如果仅安排公交车在夜间非运营时间(如22:00-次日4:00)充电，虽然电价较低，有降低电费支出的趋势，但是电池电量可能无法满足电动公交车全天所有班次的运行需求，导致服务中断，导致交通运输效率低；同时由于运营期间无法充电，当SOC较低时电动公交车在线路上的电量消耗速率高，进而电量消耗会增加，电费支出增加。如果安排公交车在白天运营时间充电，此时虽然可以将SOC维持在较高水平，但是充电等待时间长，电价较高。因此，为了降低公交企业的电费支出，需要综合考虑电动公交车各个班次运行过程中SOC的变化、能量消耗以及电价，优化出最佳的充电方案。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电动公交车的充电方案未考虑电动公交车各个班次运行过程中SOC的变化、电量消耗速率以及电价，导致电量消耗高、充电等待时间长、交通运输效率低、电费支出高的问题，而提出一种考虑分时电价影响的电动公交车充电方案优化方法。

一种考虑分时电价影响的电动公交车充电方案优化方法具体过程为：

步骤一：获取基础数据；

步骤二：基于步骤一获取的基础数据，对公交车第i班次行程时间进行拟合，获得拟合数据；

步骤三：基于步骤一建立充电方案优化模型；

基于充电方案优化模型，计算充电时长的取值范围；

基于充电方案优化模型和充电时长的取值范围，计算第i班次开始时的SOC和结束时的SOC；

基于第i班次开始时的SOC和结束时的SOC，计算全天充电电费支出ω_to_tal；

步骤四：基于步骤二和步骤三获得公交车全天运营时间的充电时长；

步骤五：基于步骤三计算获得公交车非运营时间的充电时长。

本发明的有益效果为：