[發明專利]基于改進的鯨魚算法的電動汽車充電站選址建模方法

在審

• 申請號: 202011051740.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112163884A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 張浩;唐蕾
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.基于改進的鯨魚算法的電動汽車充電站選址建模方法，其特征在于：通過下述步驟完成：

步驟一：構建最小化成本且限制服務容量的電動汽車充電站選址模型；

步驟二：從三個方面對鯨魚算法進行改進，如下：

(1)通過引入高斯變異算子的方法對全局搜索的鯨魚位置信息變異，提高鯨魚的全局搜索探能力；

(2)通過差分進化修正方法，從而來提高鯨魚算法的收斂速度；

(3)結合人工魚群算法，引入擁擠度因子的概念，預防最優值附近過于擁擠；

步驟三：結合改進的鯨魚算法構建電動汽車充電站選址模型。

2.如權利要求1所述基于改進的鯨魚算法的電動汽車充電站選址建模方法，其特征在于：步驟一中電動汽車充電站選址模型為：

min C＝C₁+C₂+C₃+C₄＝O∑_i∈IX_i+B∑_i∈IX_iI_i+βQ(I_i)+βω∑_i∈I∑_k∈KX_id_ik (1)

I_i≤WX_i (3)

∑_n∈NZ_in≤HX_i (4)

Q(I_i)＝EI_i (6)

其中:

目標函數(1)表示min C為充電站總成本最小化；

約束(2)表示同一車輛n每次只能前往一個充電站i解決充電需求；

約束(3)表示只有在候選點i處建設了充電站，才可以建設充電樁；

約束(4)表示車輛n在充電站i處接受服務進行充電的前提是點i建立了充電站；

約束(5)(6)(7)表示充電站服務容量限制：

約束(5)表示每個充電站至少有一個充電樁，未選為充電站的候選點沒有充電樁；

約束(7)表示充電站i的服務容量不能超過其總的用電配額，其中用電配額表達式為約束(6)；

約束(8)(9)(10)表示電動汽車充電邏輯：

約束(8)表示確保用戶抵達任何一條路徑的任一點時，剩余電量非負。也就說明了電動汽車n在上一個地點i是有能力到達下一地點j的；

約束(9)表示電動汽車n的充電情況；

約束(10)表示對電動汽車n在充電站i的充電量進行了限制。

決策變量：Z_in＝{0,1}，當車輛n到候選點i接受充電服務則為1，否則為0；X_i＝{0,1}，當候選點i處建設充電站則為1，否則為0；

且上式中，I為充電站候選點集，I＝{i|i＝1,2,...,j,...,m}；N為用戶車輛集，N＝{n|n＝1,2,......,n}；H為發電廠集，H＝{h|h＝1,2,......,e}；O為單個充電站建設價格；B為單個充電樁價格；I_i為充電站i處充電樁數量；E為充電樁最大用電額度；Q(I_i)為充電站i處用電配額；β為單位電價；ω為線損因子；Q為單位行駛距離耗電量；W為正整數，定義為10000；V為電動車最大容量；d_ik為候選點i到最近發電廠k的距離；d_in為用戶n到候選點_i的距離；d_ij為候選點i到候選點j的距離；R_in為用戶n在充電站i處的充電量；S_in為用戶n到達候選點i時的剩余電量；

上述充電站總成本最小化包括固定成本、可變成本、運營費用和線損成本，其中，

a、固定成本C₁為：

C₁＝O∑_i∈IX_i (11)

b、可變成本C₂為：

C₂＝B∑_i∈IX_iI_i (12)

c、運營費用C₃為：

C₃＝βQ(I_i) (13)

d、線損C₄為：

由于本發明中最小化成本且限制服務容量的電動汽車充電站選址模型中線損僅考慮距離因素，因此，引入線損因子ω表示線損與候選點i到發電廠k之間的距離成線性相關關系：

C₄＝βω∑_i∈I∑_k∈KX_id_ik (14)