电动汽车充电站的选址优化研究

电动汽车的充电系统是发展电动汽车的重要基础支撑系统,进行电动汽车充电站的选址优化研究对于电动汽车的推广具有重要意义。首先对影响电动汽车充电站的选址因素进行分析;在充分考虑电动汽车充电站建设原则的基础上,构建基于充电站运营费用和用户充电费用最小化的电动汽车充电站的选址模型;然后采用遗传算法对模型进行求解;最后通过算例对模型和算法进行验证。     

电动汽车充电站选址优化研究

电动汽车充电站是影响电动汽车发展的一个重要因素,对电动车的推广具有重要意义。当前充电站配套设施建设的滞后阻碍电动汽车的发展。充电站建设前期选址是否合理影响着充电站的运营效益、服务质量以及安全性。针对当前电动汽车充电站选址布局的研究现状,总结影响充电站选址布局的因素和充电站选址布局原则。在满足选址原则的基础上,考虑充电需求点分布,建立以充电服务半径和充电站最大服务数量为约束的充电站收益最大化的非线性目标函数。为求解目标函数,利用遗传算法对目标函数进行寻优处理。最后通过仿真算得充电站的位置和服务充电需求点的范围。算例仿真表明,该模型能够实现较优的选址方案,为充电站的选址工作提供参考。     

数据驱动的电动汽车充电站选址方法

电动汽车在缓解能源压力和环境污染中起着重要的作用,充电不方便成为制约电动汽车发展的一个重要原因.为了合理布局电动汽车充电站位置,本文提出一种数据驱动的电动汽车充电站选址方法.利用海量的移动位置数据提取潜在的交通需求位置,包括出发点和目的地;将地图划分为等间隔的网格,将潜在的交通需求位置与网格关联,统计每个网格内的交通需求量,需求量大的网格作为电动汽车充电站选址的候选位置.实证研究表明,该方法能够精准定位潜在用户需求量大的位置,为电动汽车充电站选址提供数据支持和决策依据.     

电动汽车充电站分层递进式选址方法研究

从交通、环境、电力、规划、土地等6个方面界定了电动汽车充电站的选址条件,给出了基于熵权模糊物元法的充电站初步选址的技术流程,然后在初步选址的基础上建立了充电站总建设成本最低的精确选址模型,设计了精确选址模型的遗传求解算法。选取40×40平面内随机产生20个充电需求点和8个备选站点的案例,验证了电动汽车充电站分层递进式选址方法的科学性和可行性。     

电动汽车充电站选址优化——以哈尔滨市为例

为解决电动汽车充电站选址布局不合理问题，从城市充电基础设施布局规划视角，采用ArcGIS网络分析法对原有充电站站点进行优化。以哈尔滨市为例，基于道路路网、充电站站点、停车场场点、人口及电动汽车数量等基础数据，运用ArcGIS构建最小化阻抗和最小化设施点模型。对模型输出结果以经营者年综合成本进行量化对比分析，并利用泰森多边形(Voronoi图)对模型结果的充电站选址进行可行性验证。综合对比模型输出结果可得：最小化阻抗模型在原有6个站点的基础上新增5个站点，能够将服务覆盖面积占比由58.87%提升至81.43%;被服务的充电需求点数量占比由75.4%提升至95.8%;同时，优化后的站点布局能够较好地契合Voronoi图，契合度达90%以上。     

电动汽车充电站布局优化研究

快速充电站的布局优化需同时考虑因电动汽车续驶里程短、充电时间长等特性引起的不确定性决策问题以及长期建设过程中的连续性优化问题。由此,建立基于仿真的满足总绕行时间最短的电动汽车充电站动态布局优化模型。考虑建设时序的连续性需求,提出基于逐步优化和比较备选方案服务能力的连续性优化方法。通过实证分析探讨模型的优化布局特征和适用性。结果表明,在案例路网中应用该方法可以得到连续性较好的布局,可为快速充电站分期建设提供规划决策依据。随着充电站数量的增加,布局方案既覆盖了需求产生和通过量最大的几个节点,也缓解了因充电需求大量聚集而选择备选充电站的绕行问题。     

新能源公交充电场站的区域供需平衡模型

新能源公交充电场站通常兼有公交枢纽站/首末站功能,受既有充电设备功率和公交线路排线双重限制,充电需求和供给通常较难匹配。提出一种基于贪心算法的公交充电场站空间优化模型,将多个单体公交充电站的空间问题转化为一个寻求单体站组合最优解的数学问题。其核心是将充电站的相对空间距离、单个充电站的充电供需和公交车调度距离作为约束条件,寻找多个充电站的最优组合方案,实现区域内充电站的供需平衡最大化。     

基于控规的电动汽车公共充电站布局规划研究

电动汽车作为新能源领域最具发展潜力的行业之一,电动汽车替代传统燃油汽车成为各国共识。优化布局公共充电设施是推动电动汽车发展的重要环节。本文以成都市为例划定公共充电服务圈,借助出租车浮动车数据分析电动汽车出行规律,提出一种基于控规平台的公共充电站布局方法。     

混合交通网络充电站选址模型

电动汽车充电站的合理布局对减少里程焦虑,提高出行舒适度及电动汽车的普及起到了关键作用。本文针对电动汽车充电站建立了基于随机用户均衡的双目标双层规划选址模型。上层模型考虑政府的目标,为系统最优模型,以最小化系统旅行时间和温室气体排放为目标,采用NSGA-II算法求解;下层模型考虑用户的目标,为随机用户均衡模型,考虑带里程约束的多车型混合交通网络分配问题,采用MSA算法求解。最后的算例结果表明电动汽车渗透率、交通组成模式、财政预算水平对充电站最佳选址有较大影响,论证了该模型和算法的有效性以及在实践中的可行性。     

考虑出行特征的电动汽车协同充电调度优化研究

针对大规模电动汽车无序充电导致的充电供需不平衡和资源利用率低等问题,在分析用户出行特征的基础上,提出电动汽车协同充电的调度优化策略。通过经济激励改变电动汽车用户的充电选择,并结合电网的分时电价策略协调充电站内各时段输出功率,以充电站收益最大化为目标建立电动汽车协同充电调度优化模型。为降低解空间的维度,加快求解速度,将模型分解为充电调度主问题和站点功率协调分配子问题,利用改进遗传算法编码求解模型主问题,并通过调用Gurobi求解器求解子问题。最后,分别在经典路网和现实路网中进行仿真实验。结果表明：电动汽车协同充电调度能够提高充电资源利用率和站点收益;随着调度补偿力度增大,站点收益提升效果逐渐减弱;较高的电力峰谷价差可以激励充电站主动实施充电调度和时段充电功率的协调分配,提高站点服务率并缓解电网负载波动。     

考虑续航能力的新能源汽车充电站递阶延时布局研究

递阶延时布局对降低新能源汽车充电站选址成本投资决策具有重要作用.本文分析递阶延时布局特征：空间维，以续航能力为半径的邻域衔接覆盖性；时间维，随交通流密度的双螺旋同步增长性；投资维，公共资源配置的有效性.在此基础上，基于截流选址方法建立扩展的OD交通路网，构建续航能力约束下的递阶延时布局优化模型；利用改进的逐步推进法求解，对实际案例进行测试和应用，以及相应投资决策分析.结果表明：递阶延时建设可以节约投资，资金成本越高效果越明显；续航里程增加可以减少充电站建设数量，达到节约投资的目的.本文为实际区域递阶延时充电站布局提供决策依据.     

考虑续航能力的新能源汽车充电站递阶延时布局研究

递阶延时布局对降低新能源汽车充电站选址成本投资决策具有重要作用.本文分析递阶延时布局特征：空间维,以续航能力为半径的邻域衔接覆盖性;时间维,随交通流密度的双螺旋同步增长性;投资维,公共资源配置的有效性.在此基础上,基于截流选址方法建立扩展的OD交通路网,构建续航能力约束下的递阶延时布局优化模型;利用改进的逐步推进法求解,对实际案例进行测试和应用,以及相应投资决策分析.结果表明：递阶延时建设可以节约投资,资金成本越高效果越明显;续航里程增加可以减少充电站建设数量,达到节约投资的目的.本文为实际区域递阶延时充电站布局提供决策依据.     

区位对高铁车站周边地区开发的影响

高铁车站选址需要综合考虑技术、经济以及空间等诸多因素,国内已有研究缺乏针对新建高铁线路边缘化的选址及其对车站周边地区开发影响的定量分析。以京沪和武广高铁沿线城市的38个高铁车站及其周边地区发展状况为研究对象,探索高铁车站与城市中心的距离这一关键因素对高铁车站周边地区开发的影响机制。通过构建距离指数,系统分析不同区位高铁车站周边地区的开发特征,并通过聚类分析,得到车站周边地区开发规模与城市规模、距离指数的关系。结果表明,城市规模越大、距离指数越小,则开发量越大;在22个有开发车站中,距离指数较低(0.5~1.0)的车站周边地区开发效果最为显著;相对大、中开发类车站,小开发类和无开发类车站周边地区的开发情况对于城市规模和距离指数的变化更加敏感。     

基于不确定需求的电动汽车共享系统规划方法

电动汽车共享有助于解决交通拥堵和环境污染问题。为提高电动汽车共享系统效率，保 障系统的可持续性，本文考虑共享需求的不确定性，提出单向电动汽车共享系统最优配置方法。 首先，以多情景处理共享需求的不确定性，以车站和状态集计车辆和调度员，考虑需求价格弹性， 构建共享电动汽车系统配置模型。然后，针对3类共享出行需求价格弹性函数，根据需求为整数 的特点，设计基于割线的外逼策略，提出用于模型求解的外点法。最后，算例证实了考虑共享需 求不确定性的必要性，分析了共享需求方差、弹性以及需求量对共享电动汽车系统利润的影响。 研究结果表明，共享电动汽车系统利润随需求量和需求方差的增加而增加，随需求弹性绝对值的 增加而减少。     

电动汽车充电与换电模式定价及投资策略

考虑消费者对电动汽车充电与换电模式的不同价值偏好,以电动汽车制造商和换电站投 资商为视角,构建三方博弈决策分析模型,揭示充电、换电模式下电价与投资均衡的机理。通过 引入投资商的投资建设水平,构建由充电汽车制造商、换电汽车制造商和换电站投资商三方组成 的3级斯坦科尔伯格模型,得到电动汽车充电与换电模式的最优定价及投资策略。对影响电动汽 车市场需求、充换电模式的最优定价及最优投资水平的主要因素进行敏感性分析,探究换电汽车 制造商与投资商合作与否对换电站的投资建设水平及充电与换电模式定价的影响。研究发现, 换电汽车制造商和换电站投资商的合作能降低竞争对手(充电汽车制造商)的利润。不合作时的 投资建设水平会受到换电模式的利润分成比例影响,出现投资过低或投资过高的现象。     

考虑负效应最小化的电动汽车补能诱导研究

随着政府对“碳达峰”等环保政策的贯彻落实,电动汽车凭借节能环保等优点得到了迅速发展。由于电动汽车续航里程短,充电时间长,且路网中的补能需求与充电桩存在时空错配的现象,导致电动汽车补能排队时间长和驾驶员产生里程焦虑等一系列负效应。为此,本文首先从整体路网补能负效应最小化角度,通过引入激励手段实现最优补能方案,建立电动汽车补能诱导双层优化模型。其中,上层为路网补能负效应最小化诱导激励模型;下层为带有补能站点选择的混行路网均衡模型。然后,采用遗传算法求解上层模型,下层模型通过Frank-Wolfe算法求解,得出路网中补能车辆的最优诱导方案。最后,以经典Nguyen-Dupius路网为例验证模型,并进行灵敏度分析。结果表明,尽管本文提出的补能诱导模型增加了规划者的激励成本,但总社会补能负效应成本降低,证明了补能诱导的有效性。