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考虑EV时空特性的充电站规划及能量调度研究

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考虑EV时空特性的充电站规划及能量调度研究

作者：张明明中原工学院

学位级别：硕士

电动汽车（Electric Vehicle,EV）的推广在解决能源危机,实现双碳目标方面具有重要作用。然而,EV的交通属性和电池属性给交通网和电网系统带来了不同程度的压力。为满足各方利益需求、提高能量互动效率,本文在电网与交通网融合的场景下... 详细信息

电动汽车（Electric Vehicle,EV）的推广在解决能源危机,实现双碳目标方面具有重要作用。然而,EV的交通属性和电池属性给交通网和电网系统带来了不同程度的压力。为满足各方利益需求、提高能量互动效率,本文在电网与交通网融合的场景下开展了考虑EV时空特性的充电站规划及能量调度研究,其主要包括以下三个方面。（1）在搭建交通网模型和EV路径选择策略的基础上,提出考虑EV时空特性的充电需求预测方法。该方法使用基于活动的出行链描述EV用户在工作日和休息日的出行行为,并根据其在每个时间节点的出行需求和电池状态,确定充电需求。大量随机且符合相关概率的EV充电需求时空分布,是确保充电站规划策略有效性的基础。（2）在多运营商场景下,建立了一个基于非合作博弈的的两阶段充电站规划模型。规划模型的第一阶段对充电站的位置进行了优化,以减少EV的总空驶里程。在第二阶段,充电站运营商致力于在非合作博弈框架下制定充电站容量策略来提高经济效益。此外,将自适应变异粒子群优化算法与近似纳什均衡相结合,在降低因需求响应而增高的博弈模型求解难度方面取得了较好的效果。最后,算例分析证明了所提出的方法在改善EV车主的充电体验和实现多个充电站运营商之间的良性竞争方面的有效性。（3）为解决电动汽车用户对调度设备和调度方式的选择问题,提出了混合场景下考虑用户综合需求的电动汽车调度策略。首先,在保证调度设备多样性的混合场景下建立考虑用户综合需求的电动汽车指派模型,在求解得到电动汽车调度的初步方案的过程中,以动态电价引导的方式避免了时空拥挤和部分设备的过度使用;其次,针对电动汽车入网后的调度方式,使用差异化功率充放电的方法降低电网负荷的波动,同时通过目标函数加入惩罚项来减少电动汽车充放电的转换次数;最后以某区域电动汽车的调度算例验证了所提策略在优化能量交换的时空分布、满足用户综合需求等方面的有效性。充电需求预测为充电站规划提供用户画像,并在规划过程中与充电站运营商形成互动关系,而充电站规划为电动汽车调度策略的制定提供设备基础,三方面研究协同为电力系统运行与调度提供理论参考。

关键词：电动汽车充电需求时空特性充电站规划调度策略

基于变权Voronoi图和混合粒子群算法的电动汽车充电站规划

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电工技术学报 2017年第19期32卷 160-169页

作者：麻秀范王皓李颖王超洪潇华北电力大学电气与电力工程学院北京102206

针对城市电动汽车充电站规划布局及服务范围划分的问题,提出一种基于变权Voronoi图和混合离散粒子群算法的优化算法。为解决离散粒子群算法在达到最优解时容易发生变异的问题,改进了离散粒子群算法中的概率映射函数,提高算法迭代中后期... 详细信息

针对城市电动汽车充电站规划布局及服务范围划分的问题,提出一种基于变权Voronoi图和混合离散粒子群算法的优化算法。为解决离散粒子群算法在达到最优解时容易发生变异的问题,改进了离散粒子群算法中的概率映射函数,提高算法迭代中后期的全局搜索能力;引入加权Voronoi图生成过程中可随充电站的服务能力和最大服务半径约束动态调整的变权重系数,使充电站服务范围的划分可控且更为合理;利用最短路径法求得用户充电行驶过程中的交通路径距离来取代传统的欧式距离,提高算法的准确性。运用改进后的混合离散粒子群-变权Voronoi图算法求解算例模型,通过算例结果验证了所提算法用于电动汽车充电站规划的有效性。

关键词：电动汽车充电站规划混合粒子群算法变权Voronoi图

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基于计算几何方法的电动汽车充电站规划

电力系统自动化 2012年第8期36卷 24-30页

作者：唐现刚刘俊勇刘友波冯瀚谢连方马玮四川大学电气信息学院四川省成都市610065 四川省电力公司四川省成都市610041

综合分析了影响电动汽车充电站规划的若干因素,建立了电动汽车充电站规划的最大收益模型。根据电动汽车充电特性和出行特征,计算电动汽车充电功率需求期望值,从而得出规划区充电站的容量需求。根据电动汽车的分布特点,通过调节加权伏罗... 详细信息

综合分析了影响电动汽车充电站规划的若干因素,建立了电动汽车充电站规划的最大收益模型。根据电动汽车充电特性和出行特征,计算电动汽车充电功率需求期望值,从而得出规划区充电站的容量需求。根据电动汽车的分布特点,通过调节加权伏罗诺伊图的权重,使得服务区域划分更合理,同时保持各充电站负载率的均衡。利用粒子群优化算法的全局寻优能力,结合加权伏罗诺伊图,对充电站进行选址定容和服务区域划分的优化规划。算例分别针对不同电动汽车数量和不同分布方式的情况进行计算,结果验证了所述模型和方法的有效性和可行性。

关键词：电动汽车充电站规划计算几何方法加权伏罗诺伊图粒子群优化

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划

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电网技术 2021年第2期45卷 498-506页

作者：田梦瑶汤波杨秀夏祥武上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 中煤科工集团上海有限公司上海市徐汇区200030

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划对电动汽车和配电网协同发展具有重要意义。对电动汽车出行大数据进行数理统计,获取出行和充电行为特征指标;以此为基础用马尔科夫原理和轮盘赌法模拟目标数量下电动汽车的出行链... 详细信息

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划对电动汽车和配电网协同发展具有重要意义。对电动汽车出行大数据进行数理统计,获取出行和充电行为特征指标;以此为基础用马尔科夫原理和轮盘赌法模拟目标数量下电动汽车的出行链,预测充电需求时空分布,获得配电网各节点充电需求不可达率和不满足率;进而筛选候选站址和接入方案,采用熵权修正的层次分析法评估配电网对候选接入方案的接纳能力;以建设运营总成本最小为目标建立充电设施规划模型,采用遗传算法求解,通过配电网潮流计算检验规划结果的合理性。IEEE33节点系统案例验证了所提方法的有效性。

关键词：马尔科夫链轮盘赌法熵权修正层次分析法配电网接纳能力充电站规划

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考虑交通网络流量的电动汽车充电站规划

电力系统自动化 2013年第13期37卷 63-69,98页

作者：王辉王贵斌赵俊华文福拴李捷浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 福建省电力有限公司营销部福建省福州市350003

充电站的合理选址和定容对电动汽车的规模化应用具有重要意义。考虑到充电站具有城市交通公共服务设施以及普通用电设施的双重属性,以俘获的交通流量最大、配电系统网络损耗最小以及节点电压偏移最小为目标,建立了充电站最优规划的一个... 详细信息

充电站的合理选址和定容对电动汽车的规模化应用具有重要意义。考虑到充电站具有城市交通公共服务设施以及普通用电设施的双重属性,以俘获的交通流量最大、配电系统网络损耗最小以及节点电压偏移最小为目标,建立了充电站最优规划的一个多目标决策模型。首先,采用超效率数据包络分析评价方法,确定归一化后各个目标函数合理的权重系数,把多目标优化问题转换成单目标优化问题。之后,采用改进的二进制粒子群优化算法求解该单目标优化模型。最后,以33节点配电系统以及25节点交通网络为例,说明了所发展的模型和方法的基本特征。

关键词：电动汽车充电站规划交通流量超效率数据包络分析改进的二进制粒子群优化算法

考虑车流信息与配电网络容量约束的充电站规划

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电网技术 2013年第3期37卷 582-589页

作者：葛少云冯亮刘洪王龙智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

提出一种计及路网结构、车流信息、配电网络结构和容量约束等因素的城市区域电动汽车充电站的规划模型。该模型在配电网络的容量约束条件下,以用户在充电路程中的损耗成本和充电站线路投资之和最小为目标来进行站址和接入位置的选择,通... 详细信息

提出一种计及路网结构、车流信息、配电网络结构和容量约束等因素的城市区域电动汽车充电站的规划模型。该模型在配电网络的容量约束条件下,以用户在充电路程中的损耗成本和充电站线路投资之和最小为目标来进行站址和接入位置的选择,通过加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分,并利用排队论原理进行充电站的容量优化配置。最后,在兼顾电力公司和电动汽车用户双方利益的前提下,以全社会成本最小化为目标来进行充电站规划方案的优选。算例分析表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性。

关键词：电动汽车充电站规划车流信息配电网络容量约束

考虑电量分布及行驶里程的高速公路充电站规划

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电力自动化设备 2013年第7期33卷 111-116页

作者：葛少云冯亮刘洪王龙天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

针对高速公路的车流情况和充电需求特点,构建了高速公路充电站的规划模型。该模型考虑了电动汽车的电量分布和行驶里程的影响,以高速公路中到充电站充电的电动汽车的数量期望值最大化为目标来进行充电站的站址选择,以充电站的服务成本... 详细信息

针对高速公路的车流情况和充电需求特点,构建了高速公路充电站的规划模型。该模型考虑了电动汽车的电量分布和行驶里程的影响,以高速公路中到充电站充电的电动汽车的数量期望值最大化为目标来进行充电站的站址选择,以充电站的服务成本和顾客的等待费用之和最小为目标来优化配置充电站的充电机台数,并利用排队论原理分析了充电站的服务水平和运行效率。最后通过算例验证了该规划模型的可行性和有效性。

关键词：电动汽车充电站规划电量分布行驶里程排队论

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计及需求敏感性的电动私家车充电站规划

电气技术 2022年第6期23卷 99-103,108页

作者：孙宇乐国网天府新区供电公司成都610000

针对电动私家车,确定常规充电桩和快速充电站结合的充电模式。考虑电动私家车充电的空间集聚特性,融合配电网节点理论,开展常规充电桩规划研究。对于快速充电站,分析充电需求的敏感性,采用统计学思想、模糊理论和蒙特卡洛模拟法计算充... 详细信息

针对电动私家车,确定常规充电桩和快速充电站结合的充电模式。考虑电动私家车充电的空间集聚特性,融合配电网节点理论,开展常规充电桩规划研究。对于快速充电站,分析充电需求的敏感性,采用统计学思想、模糊理论和蒙特卡洛模拟法计算充电需求;提出可靠服务率的概念,构建计及充电站经济成本、服务能力和用户便利性的综合成本最优模型;采用遗传算法和加权Voronoi图联合求解该模型。最后,以某城市规划区充电站规划工作为例进行说明。

关键词：电动私家车充电站规划需求敏感性可靠服务率

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基于电动汽车数量预测的充电站规划研究

太原城市职业技术学院学报 2023年第12期 32-36页

作者：李梓豪国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

随着“碳达峰、碳综合”目标的提出,电动汽车的发展已受到世界各国高度重视。充电设施和充电站是电动汽车发展和规模化应用的基础。开展电动汽车保有量预测及充电站选址定容规划方法既是理论需要,也是社会发展和工程实现的需要。文章结... 详细信息

随着“碳达峰、碳综合”目标的提出,电动汽车的发展已受到世界各国高度重视。充电设施和充电站是电动汽车发展和规模化应用的基础。开展电动汽车保有量预测及充电站选址定容规划方法既是理论需要,也是社会发展和工程实现的需要。文章结合对用户采用电动汽车内部和外部影响因素分析、时间序列理论对S地区市汽车保有量预测,确定了BASS模型中各参数具体数值。区域充电站规划部分,文章提出基于Voronoi图和遗传算法的充电站选址定容方法。以运营商投资运行成本和用户在充电途中行驶成最小为目标函数,得到充电站最优选址;最后通过S地区市实际地区算例,验证了文章所提出的充电站选址定容模型可行性及在实际工程中应用中体现出的指导价值。

关键词：电动汽车充电站规划 Voronoi图遗传算法 BASS模型