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高速公路与电网耦合背景下的充电站布局规划

电力系统及其自动化学报 2023年第9期35卷 40-52页

作者：范云松田俊山郑传钊卢玥君江昌旭邵振国福建省高速公路科技创新研究院有限公司福州350001 福州大学电气工程与自动化学院福州350108

为适应大量电动汽车接入而增加的充电需求,需同时考虑高速公路和电网相关约束进行合理的充电站布局规划。首先,基于路段传输模型和排队论动态地计算交通流量信息和充电排队等待时间;其次,构建考虑充电设施和电力设备扩容投资与运维成本... 详细信息

为适应大量电动汽车接入而增加的充电需求,需同时考虑高速公路和电网相关约束进行合理的充电站布局规划。首先,基于路段传输模型和排队论动态地计算交通流量信息和充电排队等待时间;其次,构建考虑充电设施和电力设备扩容投资与运维成本之和、用户排队等待时间的多目标规划数学模型;然后,采用快速非支配排序遗传算法和证据推理方法得到最优充电站布局规划方案;最后,以G15沈海高速的实际车流量数据和电力系统数据为例进行仿真分析。仿真结果表明,所提模型和方法能够有效地兼顾投资经济性和用户满意度获得最优的充电站布局规划方案。

关键词：充电站规划电力系统扩展动态交通仿真 M/M/K排队论模型电力-交通耦合网络证据推理

基于交通-电力耦合网络的电动汽车充电站和配电网联合规划

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基于交通-电力耦合网络的电动汽车充电站和配电网联合规划

作者：张倩倩上海电力大学

学位级别：硕士

伴随着“双碳”战略目标的提出以及“新型电力系统”建设的持续推进,新能源汽车凭借其低碳环保、清洁高效的显著优势,成为能源转型下的战略选择。然而,高渗透率大功率电动汽车快充负荷的接入会导致配网负荷增长、变压器过载以及配网投... 详细信息

伴随着“双碳”战略目标的提出以及“新型电力系统”建设的持续推进,新能源汽车凭借其低碳环保、清洁高效的显著优势,成为能源转型下的战略选择。然而,高渗透率大功率电动汽车快充负荷的接入会导致配网负荷增长、变压器过载以及配网投资运行成本增加,对交通网和配电网的接纳能力及安全运行带来巨大冲击。同时伴随电力系统信息化、数据化、共享化的交互发展,电动汽车快充网作为电动汽车和电网的联结枢纽,与城市交通网、配电网逐渐形成相互依存的高度耦合网络,三网的规划建设应该相互协调、相互配合。因此,本文以成都网约车轨迹与订单数据为载体,充分挖掘大数据背景下交通网中电动汽车的出行和充电特性,构建基于马尔可夫路经选择与POI(Point of Interest)城市功能区划分下的充电负荷预测模型,在此基础上进行电动汽车快充网与交通网、配电网的耦合原则与指标研究,建立基于交通-电力耦合网络的充电站和配电网联合规划模型。本文主要的工作内容如下:(1)首先基于交通网网约车订单与轨迹数据对数据处理手段进行介绍,进行车辆出行特征融合和可视化挖掘以获取居民的真实出行规律,挖掘电动汽车用户的行驶特征及充电特征;分析电动汽车充电站常见分类以及充电网络规划过程中的影响因素,并对充电设施规划相关模型与求解算法进行原理介绍,为后续电动汽车出行时空模拟及充电站规划奠定数据与理论支撑。(2)将基于高德开放平台爬取的POI数据结合公共认知度进行加权处理,在区域网格划分的基础上确定城市功能分区,对GPS轨迹点进行修正并采用图论法绘制城市路网,进一步结合OD(origin-destination)分析法建立电动汽车出行时空模型,在考虑交通路况的里程消耗模型基础上判断充电需求,构建充电需求预测模型,最终实际应用于成都市中心区域,验证模型的可行性。(3)提出一种基于交通-电力均衡耦合的电动汽车快充网与配电网双层联合规划模型,基于交通网-快充网-配电网之间的信息交互与能量流动关系提出网络均衡耦合的原则与指标,并在此基础上建立双层联合规划模型,其中上层结合M/M/C用户排队理论,以最小化充电站综合成本和用户充电成本为目标构建充电服务网规划模型,下层基于交通-电力耦合得到的节点耦合方式,以配网新建改造成本最优构建配网扩展模型,采用遗传算法与混合整数线性规划相结合的方式求解。最后,基于成都主城区路网,以54节点配电网为例开展仿真分析。

关键词：电动汽车数据挖掘交通-电力耦合充电站规划配电网规划

考虑路网与配电网可靠性的电动汽车充电站多目标规划

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电力自动化设备 2017年第8期37卷 28-34页

作者：刘畅刘洪李香龙张晶李康张静张旭中国电力科学研究院北京100192 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网北京市电力公司北京100031

提出一种考虑城市路网和配电网交互的电动汽车充电站规划方法。首先,构建了综合考虑城市路网和配电网可靠性的电动汽车充电站规划问题的数学模型;然后,通过博弈论思想进行博弈仿真,利用所得电动汽车行驶特性开展城市路网可靠性评估,并... 详细信息

提出一种考虑城市路网和配电网交互的电动汽车充电站规划方法。首先,构建了综合考虑城市路网和配电网可靠性的电动汽车充电站规划问题的数学模型;然后,通过博弈论思想进行博弈仿真,利用所得电动汽车行驶特性开展城市路网可靠性评估,并利用电动汽车的充放电特性度量其对配电网供电可靠性的支撑作用;在此基础上,提出以路网节点为待选站址的优化方法;最后,结合实际城市路网和配电网构造典型算例,通过算例分析验证所提方法的有效性和实用性。

关键词：配电网电动汽车充电站规划多目标规划城市路网可靠性

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考虑集中型充电站定址分容的电网规划研究

中国电机工程学报 2012年第7期32卷 40-46,189页

作者：高赐威张亮薛飞刘红超东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 中国电力技术装备有限公司北京市海淀区100085

采用基于里程计费的换电池模式和建立规模庞大的集中型充电站是电动汽车产业具有竞争力的发展模式。集中型充电站作为功率巨大的负荷对电力系统运行影响较为显著,但是其规划问题当前缺乏相应的理论指导。简要介绍了"集中充电、统一配送... 详细信息

采用基于里程计费的换电池模式和建立规模庞大的集中型充电站是电动汽车产业具有竞争力的发展模式。集中型充电站作为功率巨大的负荷对电力系统运行影响较为显著,但是其规划问题当前缺乏相应的理论指导。简要介绍了"集中充电、统一配送"的运营模式,针对集中型充电站接入的电网规划问题,综合考虑电力网络和交通网络因素,建立了集中型充电站的定址分容模型,通过方案比较验证了模型的有效性,并从新建线路传输容量和待选站址地价2方面对模型进行了灵敏度分析,结果表明二者均为影响集中型充电站定址分容的关键因素。

关键词：电动汽车大规模集中型充电站充电站规划电力网络更换电池遗传算法

基于CRITIC法和非合作博弈的电动汽车充电站双层规划

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东北电力大学学报 2022年第4期42卷 35-49页

作者：肖白朱珈汛刘鑫焦明曦东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林长春130021

针对当前电动汽车(EV)充电站规划研究未计及各充电需求指标间存在冲突和多利益主体共赢的问题,提出了一种基于CRITIC法和非合作博弈的电动汽车充电站双层规划方法.规划区域内保有EV构建EV充电站选址分项指标,采用CRITIC法进而建立能够反... 详细信息

针对当前电动汽车(EV)充电站规划研究未计及各充电需求指标间存在冲突和多利益主体共赢的问题,提出了一种基于CRITIC法和非合作博弈的电动汽车充电站双层规划方法.规划区域内保有EV构建EV充电站选址分项指标,采用CRITIC法进而建立能够反映EV充电需求的充电站选址综合指标.然后,对EV充电站三个参与方进行利益分析,通过非合作博弈论建立EV充电站的多主体博弈模型.最后,建立以EV充电站选址综合指标最大为目标的上层选址模型和以多主体博弈均衡为目标的下层定容模型,采用分支定界法和内嵌辅助目标函数的迭代搜索方法对模型上、下层进行迭代求解.工程实例表明该方法是正确、有效的.

关键词：电动汽车充电站规划 CRITIC法非合作博弈双层规划

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基于随机用户均衡原理的充电站分布双层规划

系统管理学报 2019年第5期28卷 873-882页

作者：邱荷婷李雪梅李学伟李雪岩北京交通大学经济管理学院北京100044 北京联合大学管理学院北京100101

为优化充电站布局,考虑燃油汽车的行程时间,出行能耗,以及电动汽车的行程时间、充电时间和等待时间等因素,分别构建燃油汽车和电动汽车的阻抗函数,利用变分不等式模型建立电动汽车和燃油汽车混合条件下的基于交通流均衡分配的充电站规... 详细信息

为优化充电站布局,考虑燃油汽车的行程时间,出行能耗,以及电动汽车的行程时间、充电时间和等待时间等因素,分别构建燃油汽车和电动汽车的阻抗函数,利用变分不等式模型建立电动汽车和燃油汽车混合条件下的基于交通流均衡分配的充电站规划模型并提出求解算法。通过数值算例证明所提出模型和算法的有效性和实用性,提出路网内不同电动汽车比例条件下的最优充电站分布方案,并进一步分析电动汽车和燃油汽车共存条件下的交通网络运行特征。研究结果表明:所提出的模型和算法有效可行;充电设施的建设应根据电动汽车在路网中的比率进行科学调整,同时,根据驾驶者选择行为对充电站选址和容量进行规划,以保证交通网络运行状态的稳定、高效。

关键词：充电站规划随机用户均衡混合交通流双层规划

基于山地城市电动汽车负荷特性的充电设施规划

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现代电力 2024年第2期41卷 371-379页

作者：龙虹毓周游陈芳幸胡晓锐徐婷婷龙羿重庆市复杂系统与仿生控制重点实验室(重庆邮电大学) 重庆市南岸区400065 国网重庆市电力公司营销服务中心重庆市渝北区401123

针对山地城市电动汽车充电站的规划需求,研究了山地城市道路特性,改进了充电负荷预测与充电站规划方法,主要包括:研究了山地城市道路空间特性,建立了电动汽车单车耗电模型;分析了山地城市单车耗电特性对充电负荷时空分布的影响,结合改进... 详细信息

针对山地城市电动汽车充电站的规划需求,研究了山地城市道路特性,改进了充电负荷预测与充电站规划方法,主要包括:研究了山地城市道路空间特性,建立了电动汽车单车耗电模型;分析了山地城市单车耗电特性对充电负荷时空分布的影响,结合改进Floyd最短路径算法建立了群体充电负荷预测模型;考虑了充电负荷时空分布受充电站选址的影响,提出负荷预测与充电站规划迭代计算方法;以充电负荷时间维度波动更小与空间分布更均衡为目标,提出了新型山地城市充电站规划方法。通过遗传算法Matlab仿真求解表明,上述建模方法能够实现对山地城市充电站的更合理规划:一方面,显著降低电动汽车充电负荷波动;另一方面,使得各站充电负荷更加均衡。

关键词：山地城市单车耗电模型负荷预测充电站规划

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基于社会效益视角的充电站优化规划研究

智慧电力 2019年第12期47卷 78-84页

作者：熊波舒征宇郭晨王世杰李世春三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 国网陕西省电力调度控制中心陕西西安710048 国网西北电力调度控制中心陕西西安710014

基于社会效益视角提出一种兼顾电动汽车用户和电网利益的电动汽车充电站优化规划方法。以包含电动汽车车主行驶途中电量损耗成本和配电网网损成本在内的总体社会成本最小为目标函数,考虑充电站服务半径、变压器和线路负载率、节点电压... 详细信息

基于社会效益视角提出一种兼顾电动汽车用户和电网利益的电动汽车充电站优化规划方法。以包含电动汽车车主行驶途中电量损耗成本和配电网网损成本在内的总体社会成本最小为目标函数,考虑充电站服务半径、变压器和线路负载率、节点电压幅值等约束,采用粒子群算法结合Voronoi图求解得到最优的充电站选址方案。选取某市城区某区域为案例,表明本文所提方法相较传统方法可取得更优的社会效益。

关键词：电动汽车充电站规划社会效益 Voronoi图粒子群算法

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基于跨领域数据融合的充电站选址规划研究

基于跨领域数据融合的充电站选址规划研究

作者：杨普海华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

由于社会发展和科技进步的需求,环境污染和化石能源危机呈现越来越恶化的趋势,而传统的燃油汽车在消耗大量化石能源的同时,产生了严重的汽车尾气污染。因此,许多国家都在大力发展新能源汽车,其中,以电动汽车的发展最为受到关注。作为电... 详细信息

由于社会发展和科技进步的需求,环境污染和化石能源危机呈现越来越恶化的趋势,而传统的燃油汽车在消耗大量化石能源的同时,产生了严重的汽车尾气污染。因此,许多国家都在大力发展新能源汽车,其中,以电动汽车的发展最为受到关注。作为电动汽车推广的基础,充电站的建设至关重要,如何选择合适的充电站位置并配置合理的充电桩数目,是本文的研究目标。本文主要研究城市环境下公共充电站的选址和配置,首先,论文讨论了在城市环境下,公共充电站规划应该考虑的问题,分析了传统的里程焦虑模型和客户等待模型的不合理性,并提出了影响充电站建设的客户充电意愿和电动汽车充电需求等因素。然后,论文根据不同的影响因素,提出了五种用于充电站选址的标准,并构建其子模函数,然后利用贪婪算法来求解。同时,论文也对贪婪算法进行了改进,以适应大规模数据集的效率要求,并提出了融合两种和三种标准的多标准选站方法。最后,论文提出利用多通道损失制排队论模型来对充电站的充电桩数目进行配置,并基于北京市的出租车轨迹数据和POI数据,在充电桩利用率和用户覆盖率这两个评价标准下,分别对不同的选址模型和不同的配置模型进行了对比,验证了多标准选址模型和多通道损失制排队论配置模型的有效性。

关键词：电动汽车充电站规划子模函数多标准优化排队论