[發(fā)明專利]一種考慮交通網(wǎng)-配電網(wǎng)耦合的電動(dòng)汽車時(shí)空分布充電調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811376530.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN109670674B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊強(qiáng);孫思揚(yáng);顏文俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0631
• 分類號(hào): G06Q10/0631;G06Q50/06;G06Q50/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

1.一種考慮交通網(wǎng)-配電網(wǎng)耦合的電動(dòng)汽車時(shí)空分布充電調(diào)度方法，其特征在于,該方法包括以下步驟：

(1)獲取城市道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖中包括N_T個(gè)交通節(jié)點(diǎn)，N_T個(gè)交通節(jié)點(diǎn)構(gòu)成交通節(jié)點(diǎn)集合Ω_n，交通節(jié)點(diǎn)集合Ω_n中包含N_S個(gè)充點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，N_S個(gè)充點(diǎn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成充電節(jié)點(diǎn)集合Ω_s；獲取任意兩個(gè)相鄰交通節(jié)點(diǎn)R_i,R_j之間的路段距離dis_ij、及該路段的限速v_ij和最大車流量c_ij；從服務(wù)器實(shí)時(shí)獲取任意兩個(gè)相鄰交通節(jié)點(diǎn)R_i,R_j之間的路段上的車流量f_ij；

(2)如果電動(dòng)汽車準(zhǔn)備開始行程前往某一目的地，則按照方案一進(jìn)行行駛路徑規(guī)劃；若電動(dòng)汽車已抵達(dá)目的地并準(zhǔn)備在停車場(chǎng)停車充電，則按照方案二進(jìn)行充電方案規(guī)劃；

方案一：

步驟(1.1)，如果該電動(dòng)汽車準(zhǔn)備開始行程前往某一目的地，計(jì)算電動(dòng)汽車電池的當(dāng)前剩余電量所能行駛的最大距離dis^max，由計(jì)算得到，其中，q₀和q_min是當(dāng)前電池電量百分比以及所能允許的最低電池電量百分比；C_bat是電池最大容量；E_c是電動(dòng)汽車平均每公里耗電量；

步驟(1.2)，計(jì)算從出發(fā)點(diǎn)到目的地的最短距離，如果步驟(1.1)中所述的電動(dòng)汽車電池的當(dāng)前剩余電量所能行駛的最大距離dis^max大于該最短距離，則說明電動(dòng)汽車在此次行程中不需要進(jìn)行快速充電即可抵達(dá)目的地，則此次行程按照計(jì)算得到的最短距離的路徑行駛即可；否則，按照步驟1.3重新規(guī)劃路線。

步驟(1.3)，根據(jù)如下約束條件獲得最小時(shí)間路徑和最小費(fèi)用路徑：

q_j≥q_min,(j∈Ω_s)

其中，x_ij是路段選擇的二進(jìn)制變量，即1代表了該電動(dòng)汽車選擇了路段R_i到R_j，而0代表了該電動(dòng)汽車沒有行駛過路段R_i到R_j；O和D分別代表電動(dòng)汽車的出發(fā)節(jié)點(diǎn)和目的地節(jié)點(diǎn)；q_j為電動(dòng)汽車抵達(dá)節(jié)點(diǎn)R_j時(shí)的電池剩余電量百分比；

行駛時(shí)間F_t包括了駕駛時(shí)間T_d、充電等候時(shí)間T_q、以及充電時(shí)間T_fch三者，其中:

其中，t_ij代表了該電動(dòng)汽車行駛過路段R_i到R_j所用的時(shí)間；

為充電節(jié)點(diǎn)j的等候時(shí)間，通過排隊(duì)論計(jì)算，其中，ξ是電動(dòng)汽車快速充電站的服務(wù)效率，由計(jì)算得到，λ是電動(dòng)汽車的到達(dá)率，μ是一個(gè)電動(dòng)汽車充電樁的服務(wù)效率，_s是電動(dòng)汽車快速充電站的充電樁數(shù)目；p_n是電動(dòng)汽車快速充電站當(dāng)前有_n輛電動(dòng)汽車正在接受服務(wù)或等待的概率，N是該電動(dòng)汽車快速充電站所能接收的最大數(shù)量的電動(dòng)汽車數(shù)目；p₀是電動(dòng)汽車快速充電站當(dāng)前沒有電動(dòng)汽車接受服務(wù)的概率，

P_fch和η_fch分別是充電站在快速充電模式下的充電功率和充電效率；

時(shí)間目標(biāo)函數(shù)為：minF_t＝T_d+T_q+T_fch；

充點(diǎn)節(jié)點(diǎn)j在t時(shí)刻的電價(jià)其中，ρ_j,t代表了節(jié)點(diǎn)j在t時(shí)刻的電價(jià)，和代表了節(jié)點(diǎn)j在t時(shí)刻時(shí)的基礎(chǔ)負(fù)荷與分布式電源的發(fā)電功率，α是由電力運(yùn)營商設(shè)定的電價(jià)因數(shù)；

行駛費(fèi)用F_c包括了行駛費(fèi)用C_d和充電費(fèi)用C_fch兩者；

其中，是當(dāng)前時(shí)刻交通網(wǎng)絡(luò)中所有電動(dòng)汽車快速充電站的電價(jià)的平均值；

其中，表示出發(fā)時(shí)刻t_s的電價(jià)；

目標(biāo)函數(shù)為：minF_c＝C_d+C_fch；

按照最小時(shí)間路徑或最小費(fèi)用路徑到達(dá)目的地后按照方案二進(jìn)行充電方案規(guī)劃；

方案二：

步驟(2.1)，計(jì)算若立即開始慢速充電，電池剛好充滿的時(shí)刻其中，t₀是當(dāng)前時(shí)刻，q₀是電池剩余電量百分比；P_nch和η_nch分別充電節(jié)點(diǎn)慢速充電的充電功率和充電效率；

步驟(2.2)，若t_f遲于t_d，則該電動(dòng)汽車立即開始慢速充電，直至下一次行程的出發(fā)時(shí)間t_d；否則，進(jìn)入步驟(2.3)；其中t_d為下一次行程的預(yù)估出發(fā)時(shí)間。

步驟(2.3)，求解總慢速充電費(fèi)用C_nch的最小值，即其中，Δt是預(yù)設(shè)的時(shí)間段長度，并假設(shè)在每一個(gè)單位時(shí)間段內(nèi)，電價(jià)和電動(dòng)汽車狀態(tài)保持不變；y_t是時(shí)間段選擇的二進(jìn)制變量，即1代表了該電動(dòng)汽車將在時(shí)間段內(nèi)t進(jìn)行慢速充電，而0代表了該電動(dòng)汽車不在時(shí)間段t內(nèi)進(jìn)行慢速充電；約束條件為從而得到該電動(dòng)汽車慢速充電的最優(yōu)時(shí)間調(diào)度方法。