电动汽车充电站选址定容优化研究

发布时间：2020-11-16 14:15

　　 近年来,随着全球汽车工业的飞速发展,传统汽车保有量不断增长,导致能源危机和环境污染问题更加严峻。在全球可持续发展的共识下,电动汽车逐渐成为汽车行业的重点发展方向。现有技术条件下,相对传统汽车来说,电动汽车续驶里程短且充电补给时间长,给用户造成较大的里程焦虑和充电不便利,导致电动汽车增长量不及预期。由于短期内电池技术瓶颈难以突破,目前解决用户里程焦虑和充电便利问题的有效方法是建设合理的公共充电站布局网络。然而,由于缺少较为成熟的充电站布局理论,造成充电资源浪费和用户充电便利性低,极大地阻碍了电动汽车的推广和普及。因此,研究合理高效的城市电动汽车充电站布局规划方法具有极高的研究价值和实际意义。首先,充电站作为向电动汽车提供充电服务的公共设施,其选址和定容受到路网中电动汽车用户充电需求参数状态的直接影响。较大的电动汽车保有量是获取充足的用户充电需求数据的重要前提,然而电动汽车目前保有量较低,导致不能获取大量准确的充电需求信息。充电需求预测则成为解决该问题的必要手段。因此,本文基于出行链数据,结合贝叶斯理论和蒙特卡洛模拟法构建了电动汽车用户充电需求预测模型,用以解决充电站布局所需的充电需求信息匮乏的问题。在电动汽车充电需求预测基础上,构建了用户充电站选择习惯模型和站内实时排队模型,实现了寻址距离与排队时长的准确预测。从用户便利体验和充电站布局平衡的角度出发,兼顾建设成本,共同构成模型约束。结合主成分分析法,提出了以寻址距离、排队时长、建设成本和充电停车费用为评价指标的充电站选址定容优化模型,并设计了完整的求解算法。最后,以镇江市区为例,确定了电动汽车充电站选址定容布局方案,验证了模型的有效性。结果表明:1)合理地增加充电站建设数量,有利于平衡服务压力和充电站利用效率,提升用户寻址便利性;2)充电站建设数量和站点选址方案将影响到用户总寻址距离,合理地调整充电站建设数量和选址可以减少用户寻址距离,降低建设成本;3)增加站内充电桩建设数量,可缓解站内排队,但缓解效果由强转弱,而闲置现象由弱变强。随着充电桩数量增加至一个值时,平均占用数与闲置数之差达到最大值,使充电桩利用效果达到最大化。当充电桩数量继续增加,利用效果开始迅速降低,当超过某个特定值时,不再出现排队现象,导致后续所增加的充电桩完全闲置。4)应分别考虑各站实际排队过程,合理分配各站充电桩数量,使用户排队时长降到最小。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U491.8
【部分图文】：

对镇江市电动汽车充电站选址定容布局规划进行了探索性研究。本文的技术路线如图1.1 所示。本文主要研究内容如下：（1）为预测城市电动汽车用户充电需求信息，本文结合用户出行链定义，设计车辆行驶数据采集试验方案，确定数据采集车辆的数量、种类和数据采集试验设备，对镇江市私家车出行链数据进行采集。并设计问卷，调查私家车用户充电习惯，以确定部分模型参数。（2）为解决电动汽车充电站规划过程中用户充电需求信息缺乏的问题，本文基于出行链数据，结合贝叶斯理论，构建电动汽车用户充电需求预测模型。采用蒙特卡洛法，对路网用户充电需求参数进行预测，其中包括城市日充电需求总量，以及用户充电意愿产生时的停车点、停车时刻、剩余电量、毗邻行程所需电量、停车时长、充电量、充电时长、充电模式以及补充时长等参数。（3）当用户充电意愿产生后，为描述电动汽车用户如何从周围众多充电站中

图 2.2 数据采集系统原理图Figure 2.2 Schematic diagram of data acquisition system图 2.3 数据采集系统管理平台端工作界面Figure 2.3 Data collection system management platform terminal interface数据采集终端OBD 数据线

图 2.3 数据采集系统管理平台端工作界面Figure 2.3 Data collection system management platform terminal interface图 2.4 轻型车数据采集终端Figure 2.4 Terminal of data acquisition equipment for light vehicle表 2.3 数据采集参数Table 2.3 Data collection parameters序号 参数名称 单位1 时间 s2 经度 °3 纬度 °数据采集终端OBD 数据线GPS 数据线
【参考文献】

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本文编号：2886324