CN114548484A - 一种电动汽车充电站点选址规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电站点选址规划方法，它解决了现有技术存在占地大、成本高等问题，其特征在于：包括如下步骤：基于电网规划建设，以现有区域路径和充电桩规划为基础，得到筛选后充电站点组合；按照顺序依次选取若干充电站点路径构成优选充电站点组合的集合；提取所有的充电电站构成充电站点集合；本发明从优化充电站运营角度分析充电站选址的影响因素，考虑电动汽车出行道路不确定以及用户充电需求量的不确定用于提升充电站设备利用率，以此实现充电站优化运营。构建充电站规划选址优化方法，得到最优充电站选址地理位置，优化充电站科学建站数量，合理减少充电站设置充电桩数量，降低充电站建设成本、提高设备利用率。

Description

一种电动汽车充电站点选址规划方法
技术领域
本申请属于智慧充电设施建设技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电站点选址规划方法。
背景技术
随着电动汽车等新型负荷快速的增长，电网发电侧和需求侧的随机波动性也愈加增大，运行方式更为复杂。而充电桩的大量建设也对电网运行造成了较大的冲击。充电站点的建设选址对于其充电范围以及电动汽车的行经路径影响巨大，一般而言，较多的充电站点有利于减轻电网负荷以及降低对电动汽车电源的要求，同时便于灵活调动用电负荷分布，但另一方面，更多的充电站点意味着规划建设量的增大，对设施建设成本以及维护工作的投入也较高，因此合理规划选址位置以及分布区域对城市电动汽车使用的规划和管理具有重要意义。
发明内容
本申请的目的在于，提供一种便于实时，有利于优化充电站点建设规划效率以及提高站点利用率的电动汽车充电站点选址规划方法。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案。
一种电动汽车充电站点选址规划方法，包括如下步骤：
S1、基于电网规划建设，以现有区域路径和充电桩规划为基础，统计满足选址要求的地址构成充电站点集合；
生成任意两个充电站点之间的最短路径
Figure DEST_PATH_IMAGE001
构成的集合，基于最短路径途径的所有充电站点，生成可实现最短路径覆盖的可能的充电站点组合的集合；
S2、从充电站点集合中，删除不能满足电动汽车续航要求的充电站点集合，得到筛选后充电站点组合；
S3、基于S2步骤中获得的筛选后充电站点组合，根据充电站点路径上所包含的充电站点的数量按照从多到少的顺序进行排列；对于所包含的充电站点数量相同的充电站点路径，则根据所有充电站点可覆盖的分路径数量按照从多到少的顺序排列；
S4、按照顺序依次选取若干充电站点路径构成优选充电站点组合的集合
Figure 657086DEST_PATH_IMAGE002
；提取所有的充电电站构成充电站点集合
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
S5、基于区域道路网络，以及充电站点的选址位置统计路径构成路径集合
Figure 942573DEST_PATH_IMAGE004
；统计路径集合
Figure DEST_PATH_IMAGE005
中各分路径
Figure 210744DEST_PATH_IMAGE006
上的预计流量
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；其中
Figure 265287DEST_PATH_IMAGE008
为区域内总流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为分路径
Figure 226290DEST_PATH_IMAGE010
在区域内的节点权重，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为调节系数；
建立目标函数：
Figure 202336DEST_PATH_IMAGE012
其中约束条件
Figure DEST_PATH_IMAGE013
其中
Figure 772733DEST_PATH_IMAGE014
为截取流量最大目标，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为负载容量最小目标；
其中
Figure 947362DEST_PATH_IMAGE016
是指路径
Figure 282529DEST_PATH_IMAGE010
上可接受充电站点
Figure DEST_PATH_IMAGE017
服务的流量，
Figure 542609DEST_PATH_IMAGE018
是指路径
Figure 152581DEST_PATH_IMAGE010
上的总流量，
Figure 650559DEST_PATH_IMAGE019
是指充电站点
Figure 156627DEST_PATH_IMAGE017
内的充电桩的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
是指充电站点
Figure 904003DEST_PATH_IMAGE017
内每个充电桩的额定功率，j是指某个充电站组合，
Figure 317667DEST_PATH_IMAGE021
是指充电站点
Figure 670150DEST_PATH_IMAGE017
的最大功率；
对前述电动汽车充电站点选址规划方法的进一步改进或者优选实施方案，所述节点权重
Figure DEST_PATH_IMAGE022
采用如下方式计算：
Figure 143857DEST_PATH_IMAGE023
；其中
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为分路径m所连接的支路的数量。
对前述电动汽车充电站点选址规划方法的进一步改进或者优选实施方案，所述步骤S2具体是指：
S2a、绘制规划区域城市道路节点的路线图，在路线图上根据满足选址要求的地址绘制充电站点，获取相邻两个充电电站x1和x2距离
Figure 581792DEST_PATH_IMAGE025
，标记两个充电电站之间站点路径，标记值
Figure DEST_PATH_IMAGE026
；
Figure 533567DEST_PATH_IMAGE027
为充电电量100%对应行驶距离；
S2b、待所有站点路径均已被标记，依次绘制任意两个充电站点之间的所有可到达路径；对于路径中两个相邻的充电电站之间存在多个充电电站的，则以所有路径的标记值之和作为最终标记值；依次对所有可到达路径进行判断：若当前路径中任意连续两个相邻的充电电站之间路径的最终标记值大于1，则删除该路径。
本发明的有益效果在于：本申请的电动汽车充电站点选址规划方法从优化充电站运营角度分析充电站选址的影响因素，考虑电动汽车出行道路不确定以及用户充电需求量的不确定用于提升充电站设备利用率，以此实现充电站优化运营。构建充电站规划选址优化方法，得到最优充电站选址地理位置，优化充电站科学建站数量，合理减少充电站设置充电桩数量，降低充电站建设成本、提高设备利用率。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作详细说明。
充电站是电动汽车推广使用的配套公共设施，充电站选址规划是充电站运营的基础，其选址布局直接关系着用户充电的便捷和充电站设备利用率。充电站点的分布位置和规划影响着站点内充电站设备利用率的高低决定了其运营的综合效用大小，为此本申请提供一种电动汽车充电站点选址规划方法，包括如下步骤：
S1、基于电网规划建设，以现有区域路径和充电桩规划为基础，统计满足选址要求的地址构成充电站点集合；
生成任意两个充电站点之间的最短路径
Figure 38760DEST_PATH_IMAGE001
构成的集合，基于最短路径途径的所有充电站点，生成可实现最短路径覆盖的可能的充电站点组合的集合；
S2、从充电站点集合中，删除不能满足电动汽车续航要求的充电站点集合，得到筛选后充电站点组合；
所述步骤S2具体是指：
S2a、绘制规划区域城市道路节点的路线图，在路线图上根据满足选址要求的地址绘制充电站点，获取相邻两个充电电站x1和x2距离
Figure 886630DEST_PATH_IMAGE025
，标记两个充电电站之间站点路径，标记值
Figure DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 343020DEST_PATH_IMAGE027
为充电电量100%对应行驶距离；
S2b、待所有站点路径均已被标记，依次绘制任意两个充电站点之间的所有可到达路径；对于路径中两个相邻的充电电站之间存在多个充电电站的，则以所有路径的标记值之和作为最终标记值；依次对所有可到达路径进行判断：若当前路径中任意连续两个相邻的充电电站之间路径的最终标记值大于1，则删除该路径。
S3、基于S2步骤中获得的筛选后充电站点组合，根据充电站点路径上所包含的充电站点的数量按照从多到少的顺序进行排列；对于所包含的充电站点数量相同的充电站点路径，则根据所有充电站点可覆盖的分路径数量按照从多到少的顺序排列；
S4、按照顺序依次选取若干充电站点路径构成优选充电站点组合的集合
Figure 567327DEST_PATH_IMAGE029
；提取所有的充电电站构成充电站点集合
Figure 894404DEST_PATH_IMAGE003
；
S5、基于区域道路网络，以及充电站点的选址位置统计路径构成路径集合
Figure 709913DEST_PATH_IMAGE004
；统计路径集合
Figure 122440DEST_PATH_IMAGE005
中各分路径
Figure DEST_PATH_IMAGE030
上的预计流量
Figure 416018DEST_PATH_IMAGE007
；
所述节点权重
Figure 597600DEST_PATH_IMAGE031
采用如下方式计算：
Figure 584011DEST_PATH_IMAGE023
；其中
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE032
为分路径m所连接的支路的数量。
其中
Figure 14992DEST_PATH_IMAGE033
为区域内总流量，
Figure 581103DEST_PATH_IMAGE034
为分路径
Figure 148350DEST_PATH_IMAGE035
在区域内的节点权重，
Figure 774504DEST_PATH_IMAGE011
为调节系数；
建立目标函数：
Figure 692781DEST_PATH_IMAGE036
其中约束条件
Figure 797004DEST_PATH_IMAGE013
其中
Figure 953178DEST_PATH_IMAGE014
为截取流量最大目标，
Figure 791645DEST_PATH_IMAGE015
为负载容量最小目标；
其中
Figure 400481DEST_PATH_IMAGE016
是指路径
Figure 573974DEST_PATH_IMAGE035
上可接受充电站点
Figure 115813DEST_PATH_IMAGE037
服务的流量，
Figure 83769DEST_PATH_IMAGE018
是指路径
Figure 711060DEST_PATH_IMAGE035
上的总流量，
Figure 157085DEST_PATH_IMAGE019
是指充电站点
Figure 287852DEST_PATH_IMAGE037
内的充电桩的数量，
Figure 957868DEST_PATH_IMAGE020
是指充电站点
Figure 541296DEST_PATH_IMAGE037
内每个充电桩的额定功率，j是指某个充电站组合，
Figure 322170DEST_PATH_IMAGE021
是指充电站点
Figure 307443DEST_PATH_IMAGE037
的最大功率；
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种电动汽车充电站点选址规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、基于电网规划建设，以现有区域路径和充电桩规划为基础，统计满足选址要求的地址构成充电站点集合；
生成任意两个充电站点之间的最短路径
Figure 913098DEST_PATH_IMAGE002
构成的集合，基于最短路径途径的所有充电站点，生成可实现最短路径覆盖的可能的充电站点组合的集合；
S2、从充电站点集合中，删除不能满足电动汽车续航要求的充电站点集合，得到筛选后充电站点组合；
S3、基于S2步骤中获得的筛选后充电站点组合，根据充电站点路径上所包含的充电站点的数量按照从多到少的顺序进行排列；对于所包含的充电站点数量相同的充电站点路径，则根据所有充电站点可覆盖的分路径数量按照从多到少的顺序排列；
S4、按照顺序依次选取若干充电站点路径构成优选充电站点组合的集合
Figure 361396DEST_PATH_IMAGE004
；提取所有的充电电站构成充电站点集合
Figure 141134DEST_PATH_IMAGE006
；
S5、基于区域道路网络，以及充电站点的选址位置统计路径构成路径集合
Figure 536343DEST_PATH_IMAGE008
；统计路径集合
Figure 881874DEST_PATH_IMAGE010
中各分路径
Figure 704336DEST_PATH_IMAGE012
上的预计流量
Figure 1063DEST_PATH_IMAGE014
；其中
Figure 199963DEST_PATH_IMAGE016
为区域内总流量，
Figure 868842DEST_PATH_IMAGE018
为分路径
Figure DEST_PATH_IMAGE019
在区域内的节点权重，
Figure 393364DEST_PATH_IMAGE021
为调节系数；
建立目标函数：
Figure 678852DEST_PATH_IMAGE023
其中约束条件
Figure 415864DEST_PATH_IMAGE025
其中
Figure 470407DEST_PATH_IMAGE027
为截取流量最大目标，
Figure 900252DEST_PATH_IMAGE029
为负载容量最小目标；
其中
Figure 141877DEST_PATH_IMAGE031
是指路径
Figure DEST_PATH_IMAGE032
上可接受充电站点
Figure 948159DEST_PATH_IMAGE034
服务的流量，
Figure 122789DEST_PATH_IMAGE036
是指路径
Figure 457955DEST_PATH_IMAGE032
上的总流量，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
是指充电站点
Figure 718035DEST_PATH_IMAGE034
内的充电桩的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE040
是指充电站点
Figure 328008DEST_PATH_IMAGE034
内每个充电桩的额定功率，j是指某个充电站组合，
Figure 825985DEST_PATH_IMAGE042
是指充电站点
Figure 630256DEST_PATH_IMAGE034
的最大功率。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站点选址规划方法，其特征在于，所述节点权重
Figure DEST_PATH_IMAGE043
采用如下方式计算：
Figure 112053DEST_PATH_IMAGE045
；其中
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为分路径m所连接的支路的数量。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站点选址规划方法，其特征在于，所述步骤S2具体是指：
S2a、绘制规划区域城市道路节点的路线图，在路线图上根据满足选址要求的地址绘制充电站点，获取相邻两个充电电站x1和x2的距离
Figure 994558DEST_PATH_IMAGE049
，标记两个充电电站之间站点路径，标记值
Figure 878200DEST_PATH_IMAGE051
；
Figure 820748DEST_PATH_IMAGE053
为充电电量100%对应行驶距离；
S2b、待所有站点路径均已被标记，依次绘制任意两个充电站点之间的所有可到达路径；对于路径中两个相邻的充电电站之间存在多个充电电站的，则以所有路径的标记值之和作为最终标记值；依次对所有可到达路径进行判断：若当前路径中任意连续两个相邻的充电电站之间路径的最终标记值大于1，则删除该路径。
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