[發(fā)明專利]考慮城市職能區(qū)的電動汽車所需充電量預(yù)測方法和裝置

在審

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• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112364293A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳良亮;楊鳳坤;張衛(wèi)國;顧琳琳;周材;邵軍軍;孫季澤;陳嘉棟;余洋;孫廣明;趙明宇;羅雯茜;董曉霄;袁越;李強;吳盛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司;國電南瑞科技股份有限公司;南瑞集團有限公司;國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司;河海大學(xué)
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F17/18;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 丁朋華

本發(fā)明公開了一種考慮城市職能區(qū)的電動汽車所需充電量預(yù)測方法和裝置，根據(jù)城市職能區(qū)之間的交通阻抗和吸引系數(shù)計算出用于表示各職能區(qū)各時刻的電動汽車到達率的出行矩陣；將出行矩陣的數(shù)值乘各時刻進入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量，得到各時刻各職能區(qū)進入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量，根據(jù)車輛的已行駛距離計算出車輛的所需充電量，進而得出各職能區(qū)各時刻電動汽車所需充電量。通過該方法，可預(yù)測城市電動汽車所需充電量的時空分布，有助于城市充電樁的合理規(guī)劃以及電動汽車大規(guī)模入網(wǎng)調(diào)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮城市職能區(qū)的電動汽車所需充電量預(yù)測方法和裝置。

背景技術(shù)

電動汽車所需充電量的時空分布預(yù)測就是預(yù)測城市內(nèi)各個區(qū)域在各個時刻內(nèi)電動汽車接入電網(wǎng)的所需充電量。

在化石燃料資源日益緊缺、環(huán)境問題顯著的當(dāng)下，相較于傳統(tǒng)汽車而言，電動汽車在節(jié)約能源、環(huán)境保護等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。據(jù)現(xiàn)有研究顯示，近年來電動汽車產(chǎn)量與銷售量逐年穩(wěn)步遞增，在可以預(yù)見的將來，接入電網(wǎng)的電動汽車負荷將持續(xù)增多。然而，大規(guī)模電動汽車無序充電將使電網(wǎng)波動性增加，電能質(zhì)量下降。電動汽車充電負荷接入電網(wǎng)的位置和容量的不同將會給電網(wǎng)帶來不同程度的影響。

因此，預(yù)測電動汽車充電所需充電量空間分布，對研究電動汽車負荷接入電網(wǎng)的影響以及電動汽車充電樁的規(guī)劃具有重要意義。然而，現(xiàn)今的各類工作仍在起步階段，存在許多不足，現(xiàn)有的預(yù)測模型大多未考慮城市不同職能區(qū)的具體特性。近年來計及城市職能區(qū)劃分的研究均較為局限，只涉及某個具體的場景，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種考慮城市職能區(qū)的電動汽車所需充電量預(yù)測方法和裝置，解決了現(xiàn)有預(yù)測電動汽車充電所需充電量時空分布只涉及某個具體場景導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

技術(shù)方案：一種考慮城市職能區(qū)的電動汽車所需充電量預(yù)測方法，包括步驟：

根據(jù)城市職能區(qū)之間的交通阻抗和吸引系數(shù)計算出用于表示各職能區(qū)各時刻的電動汽車到達率的出行矩陣；

將出行矩陣的數(shù)值乘各時刻進入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量，得到各時刻各職能區(qū)進入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量，根據(jù)車輛的已行駛距離計算出車輛的所需充電量，進而得出各職能區(qū)各時刻電動汽車所需充電量。

進一步的，所述出行矩陣為：

式中，是在t時刻電動汽車到達第j個職能區(qū)的到達率；

式中，N為城市劃分的職能區(qū)個數(shù)，為t時刻以i職能區(qū)為起點的電動汽車到達終點j職能區(qū)的概率：

式中，為與相對應(yīng)的調(diào)整系數(shù)，F(xiàn)_ij為職能區(qū)i和j之間的交通阻抗函數(shù)，為t時刻j職能區(qū)的吸引系數(shù)。

進一步的，職能區(qū)i和j之間的交通阻抗函數(shù)為：

式中，l_ij為區(qū)域i到區(qū)域j的距離，f₁()為電動汽車日行駛里程的概率密度函數(shù)，μ₁是電動汽車出行里程分布的均值，σ₁是電動汽車出行里程分布的標(biāo)準(zhǔn)差；

滿足下式：

式中，i是汽車出發(fā)地的職能區(qū)域序號，j是汽車到達地的職能區(qū)域序號，范圍均為1～N。

進一步的，各時刻各職能區(qū)進入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量為：