CN117236486A - 一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车的充电站布局技术领域,具体涉及一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,包括如下步骤:S1、获取预设区域的小网格地图;S2、获取所述预设区域额定时间内的日用电量;S3、根据所述预设区域每一网格区域的日用电量计算该网格区域的最佳电力充电桩数量;S4、获取所述预设区域每一网格区域的日用电量热点图,并根据所述热点图计算对应网格区域的质心;S5、根据每一网格区域的质心确定该网格区域的充电站位置,并根据所述最佳电力充电桩数量设置所述充电站的充电桩数量。该方法将区域用电和区域电动车充电需求联系起来,进行电动车充电站的分布设置,能够有效使充电站分布与充电需求的分布一致。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车的充电站布局技术领域,具体涉及一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法、系统、电子设备和可读存储介质。
背景技术
目前,化石燃料和环境保护已成为世界上最热门的问题。世界上主要的运输方式是以化石石油为基础,这种运输方式对环境造成了严重的污染。由于化石燃料的资源有限且对环境污染巨大,因此,能源燃料向更清洁的能源过渡是不可避免的,为了实现这一目标,在21世纪以新能源汽车为代表的电动汽车已被公认为我国汽车转型的主要发展方向。
众所周知,电动汽车具有效率高、噪音低、几乎零污染的特点。电动汽车的优点是显而易见的,因此,它在世界各地得到了广泛的应用。无论是从国家公布的数据,还是从汽车厂商调查情况得出的一个结论:充电桩的不足和分布不均衡严重影响了电动汽车的发展和普及,现有的充电站基本只满足了少量电动汽车的需求;为了促进电动汽车的大规模发展,必须改进相应的基础设施;充电站作为电动汽车设施建设的重要组成部分,对整个电动汽车行业的发展至关重要。那么需要在哪里和多少个地方建造充电站呢?可见选择正确的位置和估计充电站的数量是非常重要的,电动汽车充电站的大规模化也将对电动汽车的扩容产生巨大的影响。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述问题,本发明提供了一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,该方法将区域用电和区域电动车充电需求联系起来,进行电动车充电站的分布设置,能够有效使充电站分布与充电需求的分布一致。
技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
本发明提供一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,包括如下步骤:
S1、获取预设区域的小网格地图;
S2、获取所述预设区域额定时间内的日用电量;
S3、根据所述预设区域每一网格区域的日用电量计算该网格区域的最佳电力充电桩数量;
S4、获取所述预设区域每一网格区域的日用电量热点图,并根据所述热点图计算对应网格区域的质心;
S5、根据每一网格区域的质心确定该网格区域的充电站位置,并根据所述最佳电力充电桩数量设置所述充电站的充电桩数量。
进一步地,还包括充电站充电桩数量的年度优化方法,具体包括:
获取每一充电站的充电站编号、上一年度充电量和上一年度所有用户信息;
根据所述上一年度所有用户信息确定两个充电站为合作节点:若两个充电站的相同用户对于该两个充电站所有用户的占比超过预设值,则该两个充电站为合作节点,并且,无法组成合作节点的充电站为单独节点;
根据所有合作节点和单独节点的上一年度充电量设置充电桩增加数量,其中,所述合作节点在其中一个充电站增加充电桩。
进一步地,步骤S1具体包括:对所述预设区域的初始地图进行网格化处理,得到大网格地图;
根据所述大网格地图中的预置人口密度和预置人均GDP进行最小二乘法拟合,得到所述预设区域的小网格地图。
进一步地,获取所有合作节点和单独节点的上一年度充电量,并根据上一年度充电量排名得到优化建议:其中,排名前10%的节点,建议在附近扩建充电站;排名前10%-60%的节点,建议保留并采取措施吸引客户;排名前60%-90%的节点,进入观察阶段;排名90%以后的节点,建议拆除。合作节点如果要扩建,建议在合作节点两个充电站的连线位置进行充电站扩建。
进一步地,步骤S3具体包括:对每一网格区域的所述日用电量分别进行筛选预处理,获取一轮预处理后的各组所述日用电量;
构建数学分析模型,基于筛选后的各组所述日用电量数据对其进行特征分析,获取特征分析值,并基于所述特征分析值对其进行特征提取;
获取各组所述日用电量数据的提取值;
乘积获取提取修正后的各组所述日用电量数据;
获取相应数据的整体均值量作为所述日标准用电量,并根据所述日标准用电量设置平均充电桩数量,以及充电桩数量曲线;
将所述日用电量数据与所述充电桩数量曲线进行拟合算法计算,得到每一网格区域的最佳电力充电桩数量。
基于同一发明构想,本发明还提供了一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局系统,包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和可视化模块,其中,所述数据采集模块用于联网获取预设区域额定时间内的日用电量,并通过所述数据传输模块传输至所述数据处理模块中;所述数据处理模块用于获取所述预设区域的小网格地图,并计算每一网格区域在额定时间内的日用电量,得到该网格区域的最佳电力充电桩数量;所述可视化模块用于至少显示所述预设区域的小网格地图,以及每一网格区域的日用电量热点图和最佳电力充电桩数量。
进一步地,所述年度优化模块包括采集单元、节点规划单元和计算单元;其中,所述采集单元连接每一充电站,用于获取每一充电站的充电站编号、上一年度充电量和上一年度所有用户信息;所述节点规划单元用于根据所述上一年度所有用户信息确定两个充电站为合作节点:若两个充电站的相同用户对于该两个充电站所有用户的占比超过预设值,则该两个充电站为合作节点,并且,无法组成合作节点的充电站为单独节点;所述计算单元用于根据所有合作节点和单独节点的上一年度充电量设置充电桩增加数量,其中,所述合作节点在其中一个充电站增加充电桩。
进一步地,还包括:充电站管理模块,所述充电站管理模块包括环境检测单元、充电单元、管理单元、告警单元及消费单元;所述环境检测单元用来对充电周围的环境进行检测;所述充电单元用于根据车辆信息对车辆进行充电;所述管理单元用来对充电车辆的信息进行管理;所述告警单元用于实现充电桩设备运行过程中的告警信息的生成和展示;所述消费单元用来根据车辆的充电量进行计费和支付。
基于同一发明构想,本发明还提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器上存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现上述任一项所述的方法。
基于同一发明构想,本发明还提供了一种可读存储介质,所述可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现上述任一项所述的方法。
有益效果
本发明提供了一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法和系统,该方法和系统将区域用电和区域电动车充电需求联系起来,进行电动车充电站的分布设置,能够有效使充电站分布与充电需求的分布一致;并且,本发明还将一个区域的所有充电站视为互相关联的网络系统,之间存在合作关系,以多个节点的方式进行决策优化,使得在进行优化决策时不仅考虑了充电站自身的使用效率,也考虑到充电站的网络特征,从而提出充电站优化布局的决策建议。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法步骤示意图;
图2为本发明一实施例提供的充电站充电桩数量的年度优化方法步骤示意图;
图3为本发明一实施例提供的基于电力大数据的电动汽车充电站布局系统示意图;
图4为本发明一实施例提供的基于电力大数据的电动汽车充电站布局系统中年度优化模块示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1,本发明一实施例提供了一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,包括如下步骤:
S1、获取预设区域的小网格地图;
S2、获取所述预设区域额定时间内的日用电量;
S3、根据所述预设区域每一网格区域的日用电量计算该网格区域的最佳电力充电桩数量;
S4、获取所述预设区域每一网格区域的日用电量热点图,并根据所述热点图计算对应网格区域的质心;
S5、根据每一网格区域的质心确定该网格区域的充电站位置,并根据所述最佳电力充电桩数量设置所述充电站的充电桩数量。
上述方法将区域用电和区域电动车充电需求联系起来,进行电动车充电站的分布设置,能够有效使充电站分布与充电需求的分布一致。
在本实施例中,参阅图2,还包括充电站充电桩数量的年度优化方法,具体包括:
获取每一充电站的充电站编号、上一年度充电量和上一年度所有用户信息;
根据所述上一年度所有用户信息确定两个充电站为合作节点:若两个充电站的相同用户对于该两个充电站所有用户的占比超过预设值,则该两个充电站为合作节点,并且,无法组成合作节点的充电站为单独节点;
根据所有合作节点和单独节点的上一年度充电量设置充电桩增加数量,其中,所述合作节点在其中一个充电站增加充电桩。
具体实施的时候,上一年度所有用户信息是指每个充电站所服务的用户编号和服务次数。该方法用于计算获得各充电站的工作饱和度;以充电站为节点构建充电站合作关系网络,设置合作节点和单独节点,通过每个节点的用电量排序与增加充电桩数量曲线进行拟合,得到每个节点需要增加的充电桩数量,并且,对于合作节点,由于有大量的用户都是可以采用节点中任意一个充电站进行充电的,因此需要增加充电桩的充电站并不局限,可以在任意一个充电站增加充电桩,避免了每个充电站都增加充电桩,节省了费用。
此外,决策建议根据充电站的工作饱和度、合作关系分别获得每个节点关于工作饱和度的评分值,作为充电节点的综合评分,并根据综合评分进行决策推荐。其中,排名前10%的节点,建议在附近扩建充电站;排名前10%-60%的节点,建议保留并采取措施吸引客户;排名前60%-90%的节点,进入观察阶段;排名90%以后的节点,建议拆除。合作节点如果要扩建,建议在合作节点两个充电站的连线位置进行充电站扩建。
在本实施例中,步骤S1具体包括:对所述预设区域的初始地图进行网格化处理,得到大网格地图;根据所述大网格地图中的预置人口密度和预置人均GDP进行最小二乘法拟合,得到所述预设区域的小网格地图。需要说明的是,网格化处理能够量化电力充电站的布局研究,将问题转化为网格的处理形式既能顾全整体的布局,又便于细节的分析,网格化处理还能将充电站的服务半径量化为正方形边长的形式,便于规划计算。人口密度和人均GDP最能够反映不同地域的发展情况,能够拟合得到不同的预置空间小网格地图,增强研究便利性。
在本实施例中,步骤S3具体包括:对每一网格区域的所述日用电量分别进行筛选预处理,获取一轮预处理后的各组所述日用电量;
构建数学分析模型,基于筛选后的各组所述日用电量数据对其进行特征分析,获取特征分析值,并基于所述特征分析值对其进行特征提取;
获取各组所述日用电量数据的提取值;
乘积获取提取修正后的各组所述日用电量数据;
获取相应数据的整体均值量作为所述日标准用电量,并根据所述日标准用电量设置平均充电桩数量,以及充电桩数量曲线;
将所述日用电量数据与所述充电桩数量曲线进行拟合算法计算,得到每一网格区域的最佳电力充电桩数量。
基于同一发明构想,参阅图3,本发明还提供了一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局系统,包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和可视化模块,其中,所述数据采集模块用于联网获取预设区域额定时间内的日用电量,并通过所述数据传输模块传输至所述数据处理模块中;所述数据处理模块用于获取所述预设区域的小网格地图,并计算每一网格区域在额定时间内的日用电量,得到该网格区域的最佳电力充电桩数量;所述可视化模块用于至少显示所述预设区域的小网格地图,以及每一网格区域的日用电量热点图和最佳电力充电桩数量。
在本实施例中,参阅图4,还包括年度优化模块,所述年度优化模块包括采集单元、节点规划单元和计算单元;其中,所述采集单元连接每一充电站,用于获取每一充电站的充电站编号、上一年度充电量和上一年度所有用户信息;所述节点规划单元用于根据所述上一年度所有用户信息确定两个充电站为合作节点:若两个充电站的相同用户对于该两个充电站所有用户的占比超过预设值,则该两个充电站为合作节点,并且,无法组成合作节点的充电站为单独节点;所述计算单元用于根据所有合作节点和单独节点的上一年度充电量设置充电桩增加数量,其中,所述合作节点在其中一个充电站增加充电桩。
在本实施例中,还包括:充电站管理模块,所述充电站管理模块包括环境检测单元、充电单元、管理单元、告警单元及消费单元。其种,环境检测单元用来对充电周围的环境进行检测;充电单元用于根据车辆信息对车辆进行充电;管理单元用来对充电车辆的信息进行管理;告警单元用于实现充电桩设备运行过程中的告警信息的生成和展示;消费单元用来根据车辆的充电量进行计费和支付。环境检测单元包括多个传感器,可以检测充电桩范围内的环境信息;信息获取模块通过感应获取充电车辆的车辆信息以及用户信息;传感器模块可以包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器以及漏水传感器,用于检测充电桩范围内的环境温度信息、环境湿度信息、烟雾浓度信息以及漏水信息;工作人员可以根据随时环境信息判断该充电桩范围内是否存在安全隐患,从而及时对充电桩内的安全隐患进行排查和做出相应措施。当充电站内有需要进行充电的车辆时,信息获取模块可以通过感知获取充电车辆的用户信息和用户信息对应绑定的车辆信息。充电单元包括:电池检测模块,用于检测待充电电池的充电功率和电量;功率监控模块,用于基于当前正在充电的所有电池的充电功率进行监控;电量管理模块,对充电桩设备充电电量自动远程抄表与统计分析;能够对充电车辆的剩余电量和电池功率进行检测,并通过用户设定的充电时间,智能匹配充电方案,在达到预设充电量要求的前提下,自动选择较优的充电方案,同时能够对充电时的功率进行监控,不仅能够保护电动汽车的电池,延长电池寿命,还能够在功率较大时,有效保护电网,防止发生安全事故。管理单元包括:信息交互模块,能够从其他多个单元中获取相关信息并与远程运维平台进行信息交互;信息展示模块,能够从其他多个单元中获取相关信息并进行展示;订单保存模块,用于生成和保存每个充电桩的充电订单;信息交互模块用于向远程运维平台上送登陆报文、充电桩实时信息报文、开始充电命令确认报文、停止充电命令确认报文、以及订单数据报文,并接收远程运维平台下发的登陆结果报文、以及开始充电命令报文;信息展示模块用于展示各个充电桩的状态信息、充电信息、充电量及费用计算模块的计费信息以及充电历史记录信息;充电桩状态信息包括空闲状态、充电状态、以及故障状态等;充电信息包括充电电压、充电电流、以及充电电量等;计费信息包括充电金额、充电价格;历史记录包括交易时间、充电枪号、充电订单等。告警单元,用于实现充电桩设备运行过程中的告警信息的生成和展示,告警原因包括功率过载报警、插座误拨报警、充电器异常报警、充电功率异常波动报警以及温度异常报警。消费单元包括用于基于电动汽车的充电量生成充电费用;支付模块,用于支付现金或移动支付。
基于同一发明构想,本发明还提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器上存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现所述基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法。
所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器(例如GPU(Graphics Processing Unit-图形处理器))、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制所述电子设备的总体操作。本实施例中,所述处理器用于运行所述存储器中存储的程序代码或者处理数据,例如运行所述基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法的程序代码。
所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质,所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如,SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中,所述存储器可以是所述电子设备的内部存储单元,例如该电子设备的硬盘或内存。在另一些实施例中,所述存储器也可以是所述电子设备的外部存储设备,例如该电子设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(SmartMedia Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。当然,所述存储器还可以既包括所述电子设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中,所述存储器通常用于存储安装于所述电子设备的操作方法和各类应用软件,例如所述基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法的程序代码等。此外,所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
基于同一发明构想,本发明还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现所述基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法。
本发明的优点在于将区域用电和区域电动车充电需求联系起来,进行电动车充电站的分布设置,能够有效使充电站分布与充电需求的分布一致;并且,本发明还将一个区域的所有充电站视为互相关联的网络系统,之间存在合作关系,以多个节点的方式进行决策优化,使得在进行优化决策时不仅考虑了充电站自身的使用效率,也考虑到充电站的网络特征,从而提出充电站优化布局的决策建议。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、获取预设区域的小网格地图;
S2、获取所述预设区域额定时间内的日用电量;
S3、根据所述预设区域每一网格区域的日用电量计算该网格区域的最佳电力充电桩数量;
S4、获取所述预设区域每一网格区域的日用电量热点图,并根据所述热点图计算对应网格区域的质心;
S5、根据每一网格区域的质心确定该网格区域的充电站位置,并根据所述最佳电力充电桩数量设置所述充电站的充电桩数量。
2.根据权利要求1所述的基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,其特征在于,还包括充电站充电桩数量的年度优化方法,具体包括:
获取每一充电站的充电站编号、上一年度充电量和上一年度所有用户信息;
根据所述上一年度所有用户信息确定两个充电站为合作节点:若两个充电站的相同用户对于该两个充电站所有用户的占比超过预设值,则该两个充电站为合作节点,并且,无法组成合作节点的充电站为单独节点;
根据所有合作节点和单独节点的上一年度充电量设置充电桩增加数量,其中,所述合作节点在其中一个充电站增加充电桩。
3.根据权利要求1所述的基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,其特征在于,步骤S1具体包括:对所述预设区域的初始地图进行网格化处理,得到大网格地图;
根据所述大网格地图中的预置人口密度和预置人均GDP进行最小二乘法拟合,得到所述预设区域的小网格地图。
4.根据权利要求2所述的基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,其特征在于,获取所有合作节点和单独节点的上一年度充电量,并根据上一年度充电量排名得到优化建议:其中,排名前10%的节点,建议在附近扩建充电站;排名前10%-60%的节点,建议保留并采取措施吸引客户;排名前60%-90%的节点,进入观察阶段;排名90%以后的节点,建议拆除。
5.根据权利要求1所述的基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法,其特征在于,步骤S3具体包括:对每一网格区域的所述日用电量分别进行筛选预处理,获取一轮预处理后的各组所述日用电量;
构建数学分析模型,基于筛选后的各组所述日用电量数据对其进行特征分析,获取特征分析值,并基于所述特征分析值对其进行特征提取;
获取各组所述日用电量数据的提取值;
乘积获取提取修正后的各组所述日用电量数据;
获取相应数据的整体均值量作为所述日标准用电量,并根据所述日标准用电量设置平均充电桩数量,以及充电桩数量曲线;
将所述日用电量数据与所述充电桩数量曲线进行拟合算法计算,得到每一网格区域的最佳电力充电桩数量。
6.一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局系统,其特征在于,包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和可视化模块,其中,所述数据采集模块用于联网获取预设区域额定时间内的日用电量,并通过所述数据传输模块传输至所述数据处理模块中;所述数据处理模块用于获取所述预设区域的小网格地图,并计算每一网格区域在额定时间内的日用电量,得到该网格区域的最佳电力充电桩数量;所述可视化模块用于至少显示所述预设区域的小网格地图,以及每一网格区域的日用电量热点图和最佳电力充电桩数量。
7.根据权利要求6所述的电动汽车充电站布局系统,其特征在于,还包括年度优化模块,所述年度优化模块包括采集单元、节点规划单元和计算单元;其中,所述采集单元连接每一充电站,用于获取每一充电站的充电站编号、上一年度充电量和上一年度所有用户信息;所述节点规划单元用于根据所述上一年度所有用户信息确定两个充电站为合作节点:若两个充电站的相同用户对于该两个充电站所有用户的占比超过预设值,则该两个充电站为合作节点,并且,无法组成合作节点的充电站为单独节点;所述计算单元用于根据所有合作节点和单独节点的上一年度充电量设置充电桩增加数量,其中,所述合作节点在其中一个充电站增加充电桩。
8.根据权利要求7所述的电动汽车充电站布局系统,其特征在于,还包括:充电站管理模块,所述充电站管理模块包括环境检测单元、充电单元、管理单元、告警单元及消费单元;所述环境检测单元用来对充电周围的环境进行检测;所述充电单元用于根据车辆信息对车辆进行充电;所述管理单元用来对充电车辆的信息进行管理;所述告警单元用于实现充电桩设备运行过程中的告警信息的生成和展示;所述消费单元用来根据车辆的充电量进行计费和支付。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器上存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1-5所述的方法。
10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-5所述的方法。
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---|---|---|---|
CN202311079061.7A Pending CN117236486A (zh) | 2023-08-25 | 2023-08-25 | 一种基于电力大数据的电动汽车充电站布局方法和系统 |
Country Status (1)
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CN (1) | CN117236486A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117557069A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-02-13 | 长峡数字能源科技(湖北)有限公司 | 一种充电桩选址方法及系统 |
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2023
- 2023-08-25 CN CN202311079061.7A patent/CN117236486A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117557069A (zh) * | 2024-01-10 | 2024-02-13 | 长峡数字能源科技(湖北)有限公司 | 一种充电桩选址方法及系统 |
CN117557069B (zh) * | 2024-01-10 | 2024-03-26 | 长峡数字能源科技(湖北)有限公司 | 一种充电桩选址方法及系统、电子设备、存储介质 |
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