电动汽车充电站规划方法研究

发布时间：2018-04-06 07:53

本文选题：电动出租车　切入点：充电站规划　出处：《天津大学》2016年硕士论文

【摘要】：电动汽车的推广能够有效减少汽车尾气排放和石油化石燃料的消耗,成为解决我国环境问题和能源问题的有效途径之一。近年来,我国大力推广电动汽车,在北京、深圳、杭州、天津等多地将电动汽车引入公共交通服务系统。然而,由于目前电池技术的限制,电动汽车需要频繁而长时间的进行能量补充,这一情况严重影响了电动汽车事业的推广和发展,电动汽车充电基础设施的规划研究成为当下亟需解决的问题。已有的研究成果存在以下问题:1)充电站规划研究面向的是包括公交车、私家车、公务车以及出租车等在内的所有种类的电动汽车。然而,由于不同类别的电动汽车,其充电行为具有不同的特性,没有针对性的充电站规划不利于社会经济效益的最大化;2)电动出租车这一主要以快速充电站为补充能量方式的车辆类别,同时也是快速充电站的主要服务对象,已有的研究未能较好的反映充电车辆的行为特性。本文就电动汽车充电基础设施建设所面临的规划问题,研究了不同类型电动汽车的充电行为特性,重点针对电动出租车所需要的快速充电站展开其规划方法的研究;同时针对高速公路这一场景开展了高速公路电动汽车充电站规划的研究,具体研究内容如下所述:(1)研究了各种用途电动汽车相应的充电时间和充电地点的特点,基于电动出租车是快速充电站主要服务对象这一结论,开展了电动出租车充电站规划的研究,考虑到时间价值对以盈利为目的的电动出租车驾驶员的重要性,以及出租车在选择充电站时兼顾时间损耗大小和寻找乘客便捷性的特点,基于效用函数建立了出租车对充电站的概率选择函数,进而构建全社会年总成本目标函数,以配电网容量和站址间距离为约束建立模型。基于排队理论的M/G/c,采用带约束条件的整数规划模型对充电站容量进行优化配置,通过改进的量子遗传算法实现电动出租车充电基础设施规划的站址确定和容量配置。(2)基于电动出租车充电站的概率选择模型,引入交通研究领域的行程时间可靠性,综合考虑出租车驾驶员充电经济性、充电站服务便捷性以及配电网运行的经济性和安全性,提出一种基于出租车随机概率行为特性和道路行程时间可靠性的多目标规划方法,建立以全社会出租车充电时间最小、行程时间可靠性最高、配电网损耗最低为目标函数,以充电站站间距离、配电网安全运行指标为约束条件的多目标规划模型。采用NSGA-2对模型进行求解,获得多目标模型的帕累托前沿,通过TOPSIS综合评价法确定最优规划方案。(3)针对当前电动汽车充电站规划中未能有效统一运营者与用户之间的综合效益,以及在时序车流对充电等待时间累计影响的分析上比较粗糙等问题,提出一种更为准确的高速公路充电站优化规划模型与方法。首先,构建了以电站投资运营者与汽车用户双方综合效益最大为目标的数学模型;其次,提出了高速公路中汽车行驶与充电选择的动态模拟方法;再次,利用混沌粒子群优化实现了求解流程与方法。
[Abstract]:In recent years , the research on the charging behavior of electric vehicles is the main service object of the electric automobile , and the research on the planning of the charging infrastructure of electric vehicles is the main service object of the rapid charging station . ( 2 ) Based on the probabilistic selection model of electric taxi charging station , the paper introduces a multi - objective programming model based on the characteristics of taxi driver ' s random probability behavior and the reliability of road travel time .

【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.8

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