考虑电动汽车交通属性的充（换）电站规划研究

作     者：梅杰 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高赐威

授予年度：2017年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 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：电动汽车 充电站规划 交通属性 选址定容 交通网规划 协调规划 

摘      要：随着能源危机的日益加剧,以及各类环境问题的日益严重,电动汽车因其节能环保的巨大优势而越来越受到关注。为了推动电动汽车行业的发展,进一步提高电动汽车的普及率,政府出台了大量的扶持性政策,其中非常重要的一项就是不断加大对于电动汽车配套设施建设的投入。预计到2020年,我国将新增集中式充换电站超过1.2万座,分散式充电桩超过480万个。然而,电动汽车充电站规划理论尚不完善,亟需进一步研究。本文对电动汽车充电设施规划方法进行了研究,从电动汽车的交通特性出发,分析了电动汽车并网研究中的交通属性影响因素,研究了规划问题中典型日的选取和构造方法,同时研究了考虑交通网络规划的电动汽车充换电站规划方法。首先,概述了国内外电动汽车的发展现状和充电设施的充电接口标准,调研了目前市面上的主流电动汽车的技术参数,分析其市场适用性,分别概括了充电站规划和典型日选取两方面的研究现状,为本文的后续研究奠定基础。其次,研究了交通特性在电动汽车并网相关研究中的考虑方法。从规划层面和运行层面分别分析了电动汽车相关研究中需要考虑的影响因素,并挖掘出具有交通属性的影响因素。分析了负荷预测、电动汽车行为特性(时间维度和空间维度)、充电设施规划和充放电控制策略研究中对交通因素的考虑方法。研究发现,道路网结构、交通运行情况等交通因素会对电动汽车充电设施布点产生较大影响。然后,提出了一种电动汽车充电设施规划问题中典型日的确定方法。采用灰色关联分析法挖掘典型日充电负荷影响因素,并对备选典型日进行筛选,再基于K-means聚类算法在时间维度和空间维度分别对电动汽车充电需求进行聚类,继而构造或选取一定数量的典型日。基于考虑交通因素的规划模型求取规划方案,采用提出的评价指标对规划方案进行评价,并通过调整聚类中心数量优化相应的评价指标,调整计算的复杂度。算例表明,该方法选取的典型日可满足规划要求,同时大大降低求解的计算量。最后,提出了一种考虑交通网规划的电动汽车充电站规划方法。采用了一种基于动态导航系统的智能感知调度系统,获取实时的电动汽车信息、路况信息和充电站信息,对未来时刻的道路拥堵情况和充电站排队情况进行感知预测,从而为电动汽车提供个性化的充电站选择和充电路由建议。基于建立的电动汽车用户充电满意度模型和电力网-交通网协调规划模型,以用户满意度最大和经济性最优为目标,实现交通道路改造和充电设施布点的协调规划。算例表明,该方法可以显著提高规划方案的经济性,同时最大化用户的满意度。