兼顾不同角色利益的集中型充电站优化布局

考虑到充电站投资主体和充电用户两种不同角色所追求的利益互异会影响充电站规划决策,发展了一种兼顾投资主体投资成本和充电用户满意度的集中型充电站双层优化布局模型。根据各类电动汽车(EVs)的行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型。以企业投资成本和用户满意度分别作为双层规划模型的上层和下层目标函数,并考虑企业投资预算约束、电网约束、充电站容量约束和充电用户需求约束,综合反映了不同角色间的耦合决策作用。双层规划问题属于强NP-hard问题,采用量子遗传算法求解上层规划模型,采用粒子群算法求解下层规划模型,并输出最终充电站布局方案。结果表明,综合考虑投资成本和用户满意度的集中型充电站方案能合理兼顾投资主体和用户的各自利益,实现投资成本和用户满意度的有效折衷。     

考虑充电站需求特性的电动汽车充电站与配电网联合规划方法

提出一种考虑充电站需求特性的电动汽车充电站和配电网联合规划方法。考虑环境温度、用户行为、交通网拓扑结构等因素,建立电动汽车充电站需求模型。进一步提出考虑充电站需求特性的电动汽车充电站与配电网联合规划模型,该模型综合考虑交通网和配电网耦合关系,以充电站与配电网的投资成本、运行成本、用户充电时间损耗成本最小为优化目标,满足交通网与配电网运行安全约束,求解该模型得到电动汽车充电站位置和容量的最优配置及配电网线路改建方案。选取重庆某主城区交通网与配电网为算例,验证了所提方法的有效性。仿真结果表明联合规划策略在满足电动汽车用户充电需求的同时降低了综合成本。     

基于投资收益与用户效用耦合决策的电动汽车充电站优化配置

传统方法多聚焦于充电站的投资成本和收益,忽略了充电用户选择决策对投资主体规划决策的影响,该文提出一种考虑充电站投资收益和充电用户效用耦合决策的电动汽车充电站双层优化模型。根据城市电动汽车种类及其出行特性,计算规划区域内电动汽车充电功率需求,并以充电站投资收益为上层目标函数,以充电用户满意度为下层目标函数。引入用户选择决策变量耦合关联上下层模型,使用KKT条件实现双单层规划模型解耦。综合粒子群算法的快速搜索能力和变邻域搜索算法的全局搜索优势,采用混合变邻域粒子群算法对解耦模型进行求解。最后,算例仿真结果验证了模型和算法的有效性和可行性。     

基于Huff模型的电动汽车充电站选址定容方法

对于用户充电选择行为随机性的欠考虑,导致充电站服务范围划分和容量配置不合理的问题,提出了一种基于Huff模型的电动汽车充电站选址定容方法。综合考虑充电站规模、充电价格、用户充电成本对用户充电选择行为的影响,利用Huff模型分析用户对不同充电站的选择概率,并基于用户的选择概率确定充电站的服务范围和充电需求;综合考虑用户充电可达性、规划区域总功率、电动汽车充电功率,以充电站年总成本最小为目标,建立充电站的选址定容模型,并采用免疫克隆选择-变邻域搜索混合算法求解模型。MATLAB仿真结果表明所提选址定容方法能合理地划分服务范围,提高充电站规划的经济性。     

考虑用户满意度和配网安全的电动汽车多目标双层充电优化

大规模电动汽车充电调度,需要同时考虑用户充电满意度和电网的安全经济运行。根据电动汽车充电分级管理的特点建立配网–充电站两层优化模型。在配网层制定充电站的充电计划,考虑配网安全约束,优化配网作为市场主体的运营经济性。在充电站层制定各电动汽车的充电策略,考虑车主的充电需求,最大化车主参与充电调度的满意度。采用NSGA-II算法求解配网层多目标优化问题,采用2阶段优化方法和Yalmip/Cplex求解充电站层整数规划问题。以含有DG和4个充电站的IEEE 33节点配网为例进行仿真,结果表明了所提模型和方法的有效性。     

电动汽车充电站最优规划的两阶段方法

计及道路网络对电动汽车充电需求的影响,提出了充电站最优规划的两阶段方法。该方法的第一阶段基于电动汽车行驶特性,综合考虑电动汽车日剩余电量以及电动汽车动态运行状态和位置,采用随机模拟技术和最短路径法,获得道路网络上电动汽车充电需求在时间和空间上的分布;第二阶段以第一阶段获得的电动汽车充电需求为基础,以充电需求不可达率、不满足率和投资限额等为约束,充电站运行成本和投资成本综合最小为目标,建立充电站最优选址定容数学模型。针对该模型的复杂性,采用遗传算法求解混合整数非线性规划问题。通过对某区域的电动汽车充电站规划的模拟分析,表明了所提方法的有效性。     

考虑电动汽车充电站布局优化的配电网规划

充电站的布局不仅应考虑电动汽车用户充电的方便性,还应考虑充电站接入电网的成本。研究满足传统负荷增长和新增电动汽车充电负荷需求的配电网规划问题,以馈线的扩容与新建、变电站的扩容、充电站的新建为手段,以包含充电站配电网投资与运行成本最小为目标,建立了考虑充电站布局优化的配电网规划模型。该模型不仅考虑配电网的安全运行约束,还...     

计及碳排放的电动汽车充电站多目标规划

合理的电动汽车充电站规划是推广应用电动汽车的基础。提出一种计及碳排放的电动汽车充电站多目标选址定容规划模型,模型以充电站建设运行成本、用户充电耗费时间和驶向充电站引起的碳排放为综合优化目标,以充电站的容量限制为约束条件,并采用Pareto最优前沿分析可选的选址定容方案。为确定可选站址所服务的区域范围,提出一种基于需求点栅格化和Voronoi图求解的计算方法。最后,通过案例分析验证了该规划模型和求解方法的实用性和有效性,为电动汽车充电站的选址定容提供了新的思路。     

城市快速路口充电站多目标规划

电动汽车充电站作为服务于电动汽车用户的基础服务设施,其规划的合理与否将直接影响到电动汽车用户充电的便捷性,间接影响着电动汽车的推广应用。为此,提出一种在城市快速路口电动汽车充电站的多目标规划方法,首先对电动汽车充电行为进行分析,建立电动汽车充电模型;其次,综合考虑充电站的服务能力和建设的经济性,提出了充电站多目标规划模型;再次,利用NSGA-II多目标算法和优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)排序方法,提出了模型求解流程;最后,通过算例验证所提方法的有效性和实用性。     

电动汽车充电站多阶段选址规划

电动汽车充电站作为电动汽车运营所需的配套设施,其建设时间、位置与规模对电动汽车的推广有着重要意义。现有研究将电动汽车充电站的规划选址作为一个静态规划问题处理,忽视了电动汽车充电站的建设时间,因此提出了一种电动汽车充电站选址的多阶段规划模型,并应用伪动态规划的思想求解该模型。首先提出了一种计及电动汽车充电站投资成本、运行维护成本以及用户充电损耗费用的多阶段规划模型;其次在准确预测各阶段充电需求的基础上,通过遗传算法确定规划期末的规划方案;最后通过动态规划逆序解法获得各阶段的规划方案,算例分析验证该方案的优越性。     

城区电动汽车充电站布局规划研究

电动汽车的大量推广必须以科学合理的充电设施规划为基础。提出一种城区电动汽车充电站布局规划方法。首先,在城区电动汽车快充需求分布预测基础上,以充电站内充电机数量、充电站与快充需求点间距离以及充电站间距离为约束,充电站社会年总成本最小为目标,建立兼顾充电站、电动汽车用户以及电网三方利益的充电站选址定容模型。然后,采用Voronoi图联合改进粒子群算法对模型进行求解。通过Voronoi图划分充电站服务区域,再利用改进粒子群算法进行全局寻优,得到规划区域内充电站选址定容最优方案。最后,以某城区为例进行仿真,验证了所提方法的有效性。     

基于引力模型的电动汽车充电站选址规划

作为电动汽车的配套设施,充电站的收益与服务的电动汽车的数量及其充电次数有关,而电动汽车的数量及充电次数会受到充电站使用便捷性的影响。为了解决此问题,本文分析了充电站等级、电动汽车规模以及距离之间的相互影响关系,得到了充电站与电动汽车之间的相互吸引模型,在考虑相互影响的基础上,得到电动汽车数量发展的引力模型函数;定义充电便捷性函数,得到了充电次数和便捷性之间的引力关系,在此基础上得到考虑未来发展的电动汽车充电站规划模型。最后,采用微分进化算法对建立的模型进行求解,针对某一具体算例进行了仿真分析,结果表明,本文选址规划符合实际,为充电站的选址规划提供了参考。     

配电系统与电动汽车充电网络的协调规划

电动汽车的普及进程与充电服务的便利程度密切相关,而充电基础设施的建设又必须考虑与配电系统扩展规划的协调。在此背景下,首先提出了基于节点充电需求的分散式充电桩的规划策略,之后构建了以投资成本和系统网损之和最小、快速充电站截获的交通流量最大为目标的配电系统与电动汽车充电网络协调规划的多目标优化模型。在所发展的模型中,引入了基于用户平衡的交通配流模型对快速充电站截获的交通流量进行分析,并运用排队论的相关理论以交通高峰时段车主的平均充电等待时间不超过一定阈值为原则配置各快速充电站的设备数量。最后,采用修改过交叉和变异算子的快速非支配排序遗传算法-Ⅱ对54节点配电系统和25节点交通网络的耦合系统进行测试分析,算例结果说明了所提出的模型与求解方法的基本特征。     

基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电策略

提出基于动态分时电价的电动汽车充电站有序充电控制方法。该方法在综合考虑用户的充电需求和电网负荷水平的基础上,以削峰填谷为目标,采用启发式算法动态求解接入充电站电动汽车的分时电价时段,由用户自主响应,以实现充电站内电动汽车有序充电。为验证所提方法的有效性,采用蒙特卡洛方法模拟用户充电需求,对电动汽车充电站在有序充电和无序充电两种情形下的配电变压器负荷、充电站运营经济效益和用户充电成本进行仿真计算和分析。结果表明:相较无序充电方法,用户通过自主响应充电站制定的动态分时电价激励,可显著降低充电站的运营成本和电动汽车用户的充电成本,并有效实现充电负荷削峰填谷。     

基于改进自适应遗传算法的EV充电站动态规划

建立了综合充电站、电动汽车(EV)用户与配电网多方利益的快速充电站规划模型,考虑EV保有量增长的影响,同时计及EV增长率的不确定性,构建了2种EV充电站随机机会约束动态规划模型,并提出考虑充电需求空间分布的改进自适应遗传算法(IAGA)求解上述规划模型。通过一个实际算例验证了所提IAGA在求解充电站规划问题时的可行性与有效性,并对比分析了2种动态规划模型的规划结果。     

考虑充电等待成本的电动汽车路径问题

随着电动汽车规模化发展,配套充电设施的不足严重制约了电动汽车用户的出行计划。为了提高电动汽车出行效率,分析了电动汽车在行驶过程中的充电需求问题,建立考虑时间窗特征及充电等待成本的电动汽车路径规划问题模型。该模型考虑充电站内车辆排队等待时间这个影响因素,采用M/G/1排队系统对等待时间进行模拟,以能源消耗与成本最低为目标,采用自适应大规模邻域搜索算法对路径规划问题进行求解,并以物流电动汽车为例进行仿真验证。结果表明:针对不同的行驶路径,该模型在电能消耗和等待成本等方面具有较好的表现,可为电动汽车充电路径规划选择提供借鉴。     

基于深度学习的充电站容量规划方法

随着电动汽车充电设施建设的日益增长,区域内社会用户所需要的电动汽车供电容量的预测问题成为影响充电站建设规划的关键问题。结合深度学习的数据特征研究理论,提供了一种基于充电站容量影响因子的机器学习容量规划预测方法。该方法以充电站周边交通、区域发展和电网安全等环境影响因子为基础,训练并建立服务环境与充电需求的神经网络映射模型。实验表明,该模型对待建充电站周边环境影响因子进行分析后可以给出待建充电站的理想充电容量,从而解决待建充电站的充电容量定容问题。     

需求响应下的电动汽车充电设施配置模型

随着双碳目标、新基建等政策的推行,电动汽车数量增长成为必然的趋势,电动汽车用户将成为需求响应的重要主体之一。用户在参加需求响应的过程中将会改变电动汽车充电时间以及电量,带来充电负荷需求的时空迁移,原有的充电设施规划结果需要调整。基于此,考虑价格型需求响应以及激励型需求响应对电动汽车规划结果的影响,首先从用户角度出发,以用户充电成本最低为目标函数建立不同需求响应模式下电动汽车充电行为模型,并提出峰谷电价下的电动汽车需求响应策略,预测充电需求时空分布;在给定初选站址的情况下,从投资者的角度出发,以建设运营总利润最大化为目标建立充电设施规划模型,对充电站是否建设以及建设规模进行规划。最后应用算例对不考虑需求响应、考虑价格型需求响应、考虑激励型需求响应下的电动汽车充电设施进行规划,并对需求响应参与度、需求响应价格对运营商投资收益率的敏感性进行了分析。     

考虑用户便捷性的电动汽车充电站规划

电动汽车充电站的主要功能是为用户提供方便快捷的充电服务,针对这个问题提出了一种计及用户充电便捷性的电动汽车充电站规划方法。该方法在考虑路网结构和充电站容量限制的基础上,对规划区进行了网格式的分区,分区内以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标,并利用遗传算法实现了充电站最优站址的选择。通过反复计算、调整分区的覆盖范围和充电站的站址,最终得到整个规划区电动汽车充电站合理的规划方案。实际算例表明本文所提出的方法和模型具有一定的可行性。     

基于条件风险价值的电动汽车充电站规划

针对电动汽车充电负荷的假日性以及负荷预测的不确定性,基于条件风险价值构建了电动汽车充电站规划模型。基于出行链,结合Dijkstra最短路径算法,利用蒙特卡洛随机模拟得到快慢充负荷的时空分布。以充电站建设数量最少为目标,满足所有充电需求点为约束,建立选址模型。考虑用户等待时长,以充电站建设成本最小为目标,建立定容模型。为解决定容模型中充电负荷假日性以及负荷预测随机性,利用鲁棒优化将定容模型转化为机会约束规划,引入条件风险价值工具进行求解。以某区域充电站规划为仿真算例,算例结果验证了该方法能够增强充电站规划模型的鲁棒性,具有可行性。