基于充电需求时空分布预测的电动汽车充电站规划

作     者：刘俊壕 杨世勇 李黄强 舒征宇 邵浩然 Liu Junhao;Yang Shiyong;Li Huangqiang;Shu Zhengyu;Shao Haoran

作者机构：三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北宜昌443000 

出 版 物：《中外能源》 (Sino-Global Energy)

年 卷 期：2024年第29卷第5期

页      面：18-26页

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：充电站规划 充电需求 时空分布 充电站数量 充电桩数量 改进粒子群算法 

摘      要：电动汽车是实现能源消费侧清洁化的重要抓手。为了适应电动汽车的大规模推广,合理规划充电站布局,提出一种基于电动汽车充电需求时空分布预测的城区充电站规划模型。首先导入车辆、路网、交通等数据,利用蒙特卡洛法生成电动汽车初始电量、初始位置和起始时刻,引入转移概率矩阵,配合Dijkstra最短路径算法模拟电动汽车行驶过程。行驶过程中,结合单位能耗模型实时更新电动汽车电量,一旦达到充电阈值,就近充电并记录时段位置,据此生成城区充电需求的时空分布。在此基础上,综合考虑运营商和用户双方利益,以充电站投资成本和用户损失成本最小为目标,将Voronoi图与改进粒子群算法相结合,划分充电站服务范围,对其位置和数量进行寻优,并引入M/M/C排队论优化各站点充电桩数量。将上述模型应用到某市部分城区的充电站规划中,进行仿真分析。结果表明,建立的充电站规划模型能够有效表征充电需求时空分布规律,兼顾了运营商和用户双方利益,既考虑了投资的经济性,又考虑了充电的快捷性,可生成充电站最优数量、位置和容量,可为电动汽车充电站规划提供参考。