基于电量消耗模型的电动汽车充电桩选址定容研究

发布时间：2020-07-11 11:20

【摘要】：与传统燃油汽车相比,具有节能、零排放等特点的纯电动汽车备受关注,我国已把电动汽车产业化发展作为治理大气污染和缓解能源危机的主要措施之一。但是“有车无桩,有桩无车”现象普遍存在,这种充电桩的分配不合理,不仅影响用户的正常使用,还降低了充电桩的利用率,导致资源浪费。同时用户存在“里程焦虑”问题,阻碍电动汽车大规模快速推广。为此,建设完善的电动汽车配套设施刻不容缓。本文针对私家纯电动汽车快速公共充电桩规划问题做了以下研究工作:(1)基于合作覆盖思想,提出了一种基于电量消耗模型的用户充电可及原则,该原则使用消耗电量划分充电站的服务范围,并通过判断用户的最小可及电量与充电站服务范围的大小关系,定义用户是否在充电站的服务范围内,以此确保用户的充电可及性。同时该原则定义了一个充电站选择服务等级概念,用于满足用户日益提高的充电选择需求。(2)基于集覆盖思想和最大覆盖思想,构建了一种确保用户充电可及的最小化充电站投建成本、最大化充电站服务覆盖率的三步选址模型,该模型在满足用户需求的基础上,降低了充电站投建数量,提高了充电站的利用率。利用排队论在优化服务系统方面的理论,构建以最小化充电站服务费用和顾客等待费用之和为目标的充电桩最优配置数量模型。(3)以长春部分地区为背景进行实例研究,采用Matlab编译求解选址定容模型,验证模型的有效性。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.8
【图文】：

电动汽车,电动机驱动,充电设施,种类

第二章充电桩规划影响因素分析为了更加合理地解决电动汽车充电桩选址定容问题，本章介绍了电动汽车和充电桩的相关概念，总结了影响充电桩选址定容的主要因素，并对其主要因素展开讨论分析。2.1 电动汽车、充电设施概述本小节详细的介绍了电动汽车的种类、充电方式和充电设施的相关概念，了解了电动汽车的出行特性和充电特性，以及充电设施的供电方式和安装环境要求，为充电桩的规划提供基础。2.1.1 电动汽车种类介绍如图 2.1 中的图（a）、（b）、（c）所示，电动汽车按照驱动模式分为以下三类[43]：

充电设施

缺点：成本高。2.1.2 充电设施介绍（1）充电设施基本概念[44]充电设备：在一定时间内为电动汽车的动力蓄电池提供电能的设备，常用的充电设施主要有充电桩，与电网相连，根据输出电压分为交流充电桩和直流充电桩，交流充电桩输出 220v 交流电，为电动汽车里的充电机提供电源，充电机为动力蓄电池充电，充满一台电动汽车大约需要 6-8 小时，也称为慢速充电桩；直流充电桩输出 380v 直流电，为电池直接充电，充满一台电动汽车大约需要 30-70 分钟，也称为快速充电桩。（2）充电设施分类如图 2.2 中图（d）、（e）所示，充电设施按照使用集群分类可分为专用充电桩和公共充电桩。

排队系统

图 2.1 排队系统图队系统运行指标过分析系统的运行指标，评估系统的服务效率以及服务结构的对性的改进措施。主要运行指标如下所示：中的平均用户数量：系统中各种状态的加权平均值，记为 Ls；中排队的平均用户数量（排队长）：期望值记为 Lq；在系统中的平均时间：期望值记为 Ws；在系统中的平均等待时间：期望值记为 Wq；抵达系统排队的几率：概率记为 Pw。素经营者考虑，投建电动汽车充电站必须考虑投资成本，比如征、修建成本、添置充电桩成本和网损成本等。现有建模主要从制投入成本，最大化服务需求量；（2）满足所有充电需求，最满足所有充电需求，最小化投入成本。只有当用户使用充电桩

【参考文献】