CN106682766A - 充电桩的布局方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电桩的布局方法和装置。其中，该方法包括：获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，第三参数是用于指示电网安全性的参数；根据第一参数、第二参数和第三参数确定充电桩的位置和数量。本发明解决了现有技术中无法合理确定出充电桩的位置和数量的技术问题。

Description

充电桩的布局方法和装置

技术领域

本发明涉及充电桩领域，具体而言，涉及一种充电桩的布局方法和装置。

背景技术

随着政府一系列鼓励扶持政策的颁布，电动汽车产业迅速发展。然而，在电动汽车充电设施和服务网络规划建设方面，缺乏相关实用性方法。充电桩设施建设的前期选址工作非常重要，其选址的合理与否直接影响到后期充电服务网络的设备利用率、运营效益、服务质量等。

现有技术中，无法合理确定出充电桩的位置和数量。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种充电桩的布局方法和装置，以至少解决现有技术中无法合理确定出充电桩的位置和数量的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种充电桩的布局方法，包括：获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，所述第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，所述第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，所述第三参数是用于指示电网安全性的参数；根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量。

进一步地，所述第一参数至少包括以下之一：保有量参数、充电特性参数、建设用地参数，其中，所述保有量参数用于指示电动汽车的预期数量；所述充电特性参数用于指示用户对充电时长的期望值，所述建设用地参数用于指示地皮的可用性。

进一步地，所述充电特性参数根据以下至少之一确定：区域类型、人口流量密度。

进一步地，所述第二参数包括：投资运行维护成本。

进一步地，所述投资运行维护成本根据以下公式进行计算：其中，C_i为所述投资运行维护成本，所述投资运行维护成本包括投资成本和运行维护成本，β为所述投资成本和所述运行维护成本之间的比例系数，a和b分别表示直流充电桩和交流充电桩的单价，n_i为区域i建设的充电桩总数量，为直流充电桩与交流充电桩的建设比例，d_i为其他设施成本。

进一步地，所述第三参数为电压偏移量，所述电压偏移量的计算公式为：其中，δ表示所述电压偏移量，V_i表示充电桩接入配电网后各个节点的电压，V₀为平衡节点电压。

进一步地，在根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量之后，所述方法还包括：计算投资收益比；根据计算出的投资收益比调整所述充电桩的位置和数量。

进一步地，计算投资收益比包括：根据以下公式计算投资收益比：其中，ε为所述投资收益比，C_i为投入，E_i为运营收入，E_i＝n_iγ_iTe_i。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种充电桩的布局装置，包括：获取单元，用于获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，所述第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，所述第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，所述第三参数是用于指示电网安全性的参数；确定单元，用于根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量。

进一步地，所述装置还包括：计算单元，用于在所述确定单元根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量之后，计算投资收益比；调整单元，用于根据计算出的投资收益比调整所述充电桩的位置和数量。

在本发明实施例中，第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，第三参数是用于指示电网安全性的参数，根据这三种参数共同确定充电桩的位置和数量，既考虑到了充电负荷需求，又考虑到了经济投入和收益，还考虑到了用电安全性，进而科学地对充电桩进行布局，因此，达到了合理确定出充电桩的位置和数量的技术效果，进而解决了现有技术中无法合理确定出充电桩的位置和数量的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的充电桩的布局方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的应用于充电桩的布局方法中的主要指标的示意图；

图3是根据本发明实施例的充电桩的布局装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种充电桩的布局方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的充电桩的布局方法的示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，第三参数是用于指示电网安全性的参数。

步骤S104，根据第一参数、第二参数和第三参数确定充电桩的位置和数量。

在本发明实施例中，第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，第三参数是用于指示电网安全性的参数，根据这三种参数共同确定充电桩的位置和数量，既考虑到了充电负荷需求，又考虑到了经济投入和收益，还考虑到了用电安全性，进而科学地对充电桩进行布局，因此，解决了现有技术中无法合理确定出充电桩的位置和数量的技术问题，达到了合理确定出充电桩的位置和数量的技术效果。

可选地，如图2所示，第一参数至少包括以下之一：保有量参数、充电特性参数、建设用地参数(空地情况)，其中，保有量参数用于指示电动汽车的预期数量；充电特性参数用于指示用户对充电时长的期望值，建设用地参数用于指示地皮的可用性。

可选地，如图2所示，充电特性参数根据以下至少之一确定：区域类型、人口流量密度。

充电桩的规划建设要满足区域内电动汽车的充电负荷需求。充电负荷需求是指在某一段时间和特定区域内一定数量的电动汽车对电能补充的需求。

(1)保有量计算应区分电动汽车类型，主要包括公交车、出租车、专用车、公务车及私人乘用车等。电动汽车保有量依据社会经济增长、政策导向等方面进行预测。基于电动汽车历史数据，并加入GDP、政策激励因素，通过迭代和修正的方法计算预期保有量。

(2)充电特性应考虑规划区域类型和人口流量密度。将规划区域分为：住宅区、办公区、商圈三类，分别定义为1类、2类和3类区域。不同区域类型具有不同的用户充电行为，导致出现不同的负荷特性，其用户充电时长期望表现为E₁＞E₂＞E₃。依据取得期望值时的概率大小，确定直流充电桩和交流充电桩的建设比例。一般的，人口流量密度越大，充电桩建设的总数量越大；用户充电时长期望值越大，直流充电桩与交流充电桩的建设比例越小。

(3)建设用地是否能够得到满足，作为布局选址的约束。

可选地，第二参数包括：投资运行维护成本。

可选地，投资运行维护成本根据以下公式进行计算：其中，C_i为投资运行维护成本，投资运行维护成本包括投资成本和运行维护成本，β为投资成本和运行维护成本之间的比例系数，a和b分别表示直流充电桩和交流充电桩的单价，n_i为区域i建设的充电桩总数量，为直流充电桩与交流充电桩的建设比例，d_i为其他设施成本。

经济性最优是充电桩规划的目标之一，主要包括投资建设成本和运行维护成本。运行经济性指标可以用充电桩的投资运行维护、土地成本等来表示。

投资成本主要包括新增变压器、充电设备、安防设施等的投资成本。其中充电设备投资成本与充电设备数量直接相关，而其他设施成本与可以认为只与容量相关。可以认为运行维护成本与投资成本呈一定比例关系，假设充电站的运行维护成本与投资成本的比例为β。某区域充电桩的投资运行维护成本可用下式表示：

其中，a和b分别表示直流充电桩和交流充电桩的单价，n_i为区域i建设的充电桩总数量，为直流充电桩与交流充电桩的建设比例，d_i为其他设施成本。

可选地，第三参数为电压偏移量，电压偏移量的计算公式为：其中，δ表示电压偏移量，V_i表示充电桩接入配电网后各个节点的电压，V₀为平衡节点电压。

大量电动汽车集中在某些时间和区域内充电，将增加负荷的峰值，扩大负荷的峰谷差，增加电网运行安全风险，降低电网的运行效率。

考虑充电桩接入电网产生的影响，其安全性指标可用电压偏移量来表示。

其中电压偏移量指标可用下式所示：

其中，V_i表示充电桩接入配电网后各个节点的电压，V₀为平衡节点电压。

可选地，在根据第一参数、第二参数和第三参数确定充电桩的位置和数量之后，方法还包括：计算投资收益比；根据计算出的投资收益比调整充电桩的位置和数量。

可选地，计算投资收益比包括：根据以下公式计算投资收益比：其中，ε为投资收益比，C_i为投入，E_i为运营收入，E_i＝n_iγ_iTe_i。

某区域充电桩运营收入表示为E_i＝n_iγ_iTe_i，其中γ_i为该区域充电桩的使用率，T为充电桩的使用寿命，e_i为该区域的充电收费标准。建立考虑投资收入比经济性评估模型如下：

Q_min≤Q_i≤Q_max，

δ_min≤δ_j≤δ_max，

P_i＜P_imax，

其中，Q_min和Q_max为充电容量供给的上界和下界；δ_min和δ_max为配电网节点j所需满足的电压偏移量的上界与下界；P_i＜P_imax表示i区域充电桩建设占地应小于该区域能提供的最大空地面积,其中，P_i＝n_iω，ω与单个车位占地面积线性相关。

本发明实施例提供的方法，从负荷需求、投资运行经济性、电网安全性三个方面分析电动汽车充电桩规划的影响因素，并提出电动汽车充电桩规划的方法。通过投资收益比，建立充电站最优规划模型。考虑各类影响因素建立指标体系，并对指标体系中的参数进行量化，进一步地根据量化的指标对充电桩规划进行建模优化分析，使得充电桩的设备利用率高、运营效益好、服务质量高，达到了科学布局的技术效果。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种充电桩的布局装置，该装置能够执行上述充电桩的布局方法。

如图3所述，该装置包括：获取单元10、确定单元20。

获取单元10，用于获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，第三参数是用于指示电网安全性的参数。

确定单元20，用于根据第一参数、第二参数和第三参数确定充电桩的位置和数量。

在本发明实施例中，第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，第三参数是用于指示电网安全性的参数，根据这三种参数共同确定充电桩的位置和数量，既考虑到了充电负荷需求，又考虑到了经济投入和收益，还考虑到了用电安全性，进而科学地对充电桩进行布局，因此，解决了现有技术中无法合理确定出充电桩的位置和数量的技术问题，达到了合理确定出充电桩的位置和数量的技术效果。

可选地，装置还包括：计算单元、调整单元。计算单元，用于在确定单元20根据第一参数、第二参数和第三参数确定充电桩的位置和数量之后，计算投资收益比。调整单元，用于根据计算出的投资收益比调整充电桩的位置和数量。

本发明实施例提供的装置，从负荷需求、投资运行经济性、电网安全性三个方面分析电动汽车充电桩规划的影响因素。通过投资收益比，建立充电站最优规划模型。考虑各类影响因素建立指标体系，并对指标体系中的参数进行量化，进一步地根据量化的指标对充电桩规划进行建模优化分析，使得充电桩的设备利用率高、运营效益好、服务质量高，达到了科学布局的技术效果。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充电桩的布局方法，其特征在于，包括：

获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，所述第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，所述第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，所述第三参数是用于指示电网安全性的参数；

根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参数至少包括以下之一：

保有量参数、充电特性参数、建设用地参数，其中，所述保有量参数用于指示电动汽车的预期数量；所述充电特性参数用于指示用户对充电时长的期望值，所述建设用地参数用于指示地皮的可用性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述充电特性参数根据以下至少之一确定：区域类型、人口流量密度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二参数包括：投资运行维护成本。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述投资运行维护成本根据以下公式进行计算：

$C_i=(1+\mathrm{\β})({\mathrm{an}}_i{\∂}_i+{\mathrm{bn}}_i(1-{\∂}_i)+d_i),$

其中，C_i为所述投资运行维护成本，所述投资运行维护成本包括投资成本和运行维护成本，β为所述投资成本和所述运行维护成本之间的比例系数，a和b分别表示直流充电桩和交流充电桩的单价，n_i为区域i建设的充电桩总数量，为直流充电桩与交流充电桩的建设比例，d_i为其他设施成本。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三参数为电压偏移量，所述电压偏移量的计算公式为：

$\mathrm{\δ}=\frac{\left|V_i-V_0\right|}{V_0}\×100,$

其中，δ表示所述电压偏移量，V_i表示充电桩接入配电网后各个节点的电压，V₀为平衡节点电压。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量之后，所述方法还包括：

计算投资收益比；

根据计算出的投资收益比调整所述充电桩的位置和数量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算投资收益比包括：

根据以下公式计算投资收益比：

$\mathrm{\ϵ}=Min\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{C}_i}{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{E}_i},$

其中，ε为所述投资收益比，C_i为投入，E_i为运营收入，E_i＝n_iγ_iTe_i。

9.一种充电桩的布局装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取第一参数、第二参数和第三参数，其中，所述第一参数是用于指示充电负荷需求的参数，所述第二参数是用于指示投资运行经济性的参数，所述第三参数是用于指示电网安全性的参数；

确定单元，用于根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

计算单元，用于在所述确定单元根据所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数确定充电桩的位置和数量之后，计算投资收益比；

调整单元，用于根据计算出的投资收益比调整所述充电桩的位置和数量。