[发明专利]一种多目标电动汽车充电网络规划方法

说明书

本发明涉及电动汽车充电网络的技术领域，公开了一种多目标电动汽车充电网络规划方法。包括：S1：给定规划边界条件；S2：建立同时考虑电动汽车平均充电行驶距离最短与充电网络建设成本最低的充电网络多目标机会约束规划模型；S3：设计染色体编码方案以及交叉、变异操作算子，采用基于可行性法则的非支配遗传算法求解充电网络多目标机会约束规划模型，给出充电网络多目标机会约束规划模型的Pareto解集；S4：从Pareto解集中投资成本最低的解出发，根据边际投资收益最大原则确定最优充电网络规划方案。本发明降低了电动汽车至充电站的平均行驶距离与充电网络建设成本。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电网络规划技术领域，具体涉及一种多目标电动汽车充电网络规划方法。

背景技术

近年来，随着化石能源过度使用与环境污染的日益加剧，发展以电动汽车为代表的绿色交通工具成为世界各国的共识，我国也制定了一系列政策，鼓励电动汽车产业发展。现阶段，电动汽车主要从电网补充电能，充电站是其重要充电场所之一。布局合理的电动汽车充电网络能显著提高车主充电的便利性，激发全社会的电动汽车购买意愿，促进电动汽车产业进一步发展。

文献一《多重随机特性下的电动汽车充电网络机会约束规划》(电力系统保护与控制，2021年，第49卷，第6期，第30页至39页)建立同时考虑分布式光伏出力与电动汽车充电负荷随机特性的充电网络规划模型，通过优化充电站在配电系统中的接入位置与容量，最小化配电系统网损，并确保配电系统节点电压偏移与支路潮流越限满足给定的机会约束。电动汽车平均充电行驶距离是衡量充电服务便利性的重要指标之一，本文没有对此问题进行考虑，同时，也未考虑优化充电网络建设成本，具有一定的局限性。文献二《考虑多需求场景的城市电动汽车充电站多目标规划》(电力系统保护与控制，2021年，第49卷，第5期，第67页至80页)采用K-means聚类算法对多场景下的电动汽车充电需求进行计算，并在此基础上建立考虑用户充电总成本与充电站总建设运维成本的多目标规划模型，优化充电站建设地址与容量。然而，该文献没有考虑电动汽车车主的充电便利性，具有一定的局限性。文献三《考虑用户出行特性和配电网线路可用裕度的充电站规划》(电力系统自动化，2018年，第42卷，第23期，第48页至56页)建立了电动汽车用户年耗时总成本模型，并提出了以电动汽车用户年耗时总成本，充电站建设运维成本与配电网年建设运维成本之和最小为优化目标的电动汽车充电网络规划模型，对充电站建设选址、容量与接入馈线路径进行优化。与文献二一样，该文献同样没有考虑充电站建设成本，具有一定的局限性。

电动汽车充电网络是支撑电动汽车产业发展的重要基础设施，不合理的充电网络不仅会降低电动汽车车主充电的便利性，还会阻碍电动汽车产业的进一步发展。因此，急需提出电动汽车充电网络优化规划的方法，通过优化充电站接入位置，降低电动汽车车主的平均充电行驶距离与充电网络建设成本。然而，现有方法均未同时考虑平均充电行驶距离与充电网络建设成本，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多目标电动汽车充电网络规划方法，在充电站建设数目、候选场址与各候选场址建设成本给定的情况下，优化电动汽车充电站建设地址，在确保电动汽车充电行驶距离满足给定机会约束的前提下，降低电动汽车车主平均充电行驶距离与充电网络总建设成本

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种多目标电动汽车充电网络规划方法，包括以下步骤：

S1：设定规划边界条件，所述规划边界条件包括：交通网络拓扑结构与参数、充电站候选地址、各候选场址的充电站建设成本、充电站建设总数、充电行驶里程阀值和置信度；所述充电站候选地址均为交通网络中的交通节点；

S2：建立同时考虑电动汽车平均充电行驶距离最短与充电网络建设成本最低的充电网络多目标机会约束规划模型，所述充电网络多目标机会约束规划模型的机会约束包括充电行驶距离机会约束和充电站建设总数约束；

所述电动汽车平均充电行驶距离最短可用如下公式表示：