[发明专利]一种考虑分时电价的多线路公交车共享充电调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑分时电价的多线路公交车共享充电调度方法，涉及电动公交车充电调度技术领域；包括：构建分时电价多线路电动公交车共享充电调度模型；该模型的目标函数为最小化电动公交车总充电成本，约束条件包括公交线路行程计划、充电桩资源、车辆最小剩余电量等约束；通过改进自适应粒子群算法，对所述分时电价多线路电动公交车共享充电调度模型进行求解。本方法实现多线路公交车计划性共享充电，减少充电拥堵，节约充电资源，保障电动公交的持续稳定运行；优化低谷、平峰和高峰等分时电价下的公交充电时间，降低公交运营成本。

技术领域

本发明涉及电动公交车充电调度技术领域，具体涉及一种考虑分时电价的多线路公交车共享充电调度方法。

背景技术

电动公交车具有零排放、低噪音、驾驶操作简单等优势，对于降低化石燃料依赖、减少城市机动车尾气排放、降低公交企业运营成本具有重要意义。随着电动公交车保有量的增加，如何在保证公交班次和准点率等出行服务水平的条件下合理安排车辆充电计划，也就是公交车充电调度问题，已逐渐成为各大城市公交企业运营降本增效的痛点。特别是近年来，城市电力供需矛盾不断加剧，为消峰填谷调节用电时间需求，多地制定实施了分时电价政策，高峰期电价高，低谷期电价低，公交车充电调度优化对公交企业来说显得尤为重要。公交企业的多条线路同时运营，将充电资源在多线路间共享，有助于节约充电资源和成本，但将显著提高充电调度难度，是该领域的难点问题。

目前公交车充电调度主要方法有以下三类：

(1)基于调度人员或司机经验的充电调度方法。该类方法是目前公交企业实际运营采用的主要方法，主要考虑车辆剩余电量、充电资源忙闲程度、后续行程电量消耗等因素，依据调度人员或司机经验在车辆行程任务空闲间隙安排车辆充电，最大限度保障公交行程任务安全运行。其缺点是受人为因素和经验成熟度影响很大，并且因为公交充电调度要考虑车辆运行、充电资源以及分时电价等多种复杂因素影响，调度优化效果有限，容易出现充电过于保守，造成车辆排队、充电成本偏高等问题。

(2)基于模拟仿真的充电调度策略方法。该类方法首先建立充电调度基本规则，然后建立充电调度规则的仿真模型，进行模拟仿真优选充电调度规则或参数，比如剩余电量的充电阈值等，车辆在达到充电规则条件时进行充电。其缺点是无法获得具体确定的充电调度计划方案，充电调度管理实施较为困难，并且该类方法是基于概率的优化调度，实际应用中有可能出现充电拥挤甚至车辆行程任务冲突的情况，对正常公交运营管理造成较大的负面冲击。

(3)基于数学规划的充电调度方法。该类方法针对充电调度问题构建数学规划模型，然后利用分支定界等算法求解模型，进行车辆充电调度等。该类方法针对小规模的车辆充电调度问题可获得具有精确解的调度方案，但是对于较大规模问题该类方法求解需要时间消耗过长，通常以小时计，对于多线路大规模问题很难适用，故实际应用具有一定局限性。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种考虑分时电价的多线路公交车共享充电调度方法，实现多线路公交车计划性共享充电，减少充电拥堵，节约充电资源，保障电动公交的持续稳定运行；优化低谷、平峰和高峰等分时电价下的公交充电时间，降低公交运营成本。

为实现上述目的，本申请提出的一种考虑分时电价的多线路公交车共享充电调度方法，包括：

构建分时电价多线路电动公交车共享充电调度模型；该模型的目标函数为最小化电动公交车总充电成本，约束条件包括公交线路行程计划、充电桩资源、车辆最小剩余电量等约束；

通过改进自适应粒子群算法，对所述分时电价多线路电动公交车共享充电调度模型进行求解。

进一步的，构建分时电价多线路电动公交车共享充电调度模型，具体方式为：通过引入以下集合、参数和决策变量符号进行模型表示；

集合：

表示离散时间集合，为最大计划时间点；