[發明專利]一種考慮風光發電消納和碳排放的混合公交車隊調度方法

在審

• 申請號: 202110540234.5
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113128075A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 舒雋;陳珊玉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26;G06Q50/30;G08G1/01;G08G1/00;G06F111/04;G06F111/06;G06F119/06;G06F119/12
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本發明公開了一種考慮風光發電消納和碳排放的混合公交車隊調度方法，包括以下步驟：獲取公交路網信息和基礎配套設施信息，建立以最小化棄風光發電損失和碳排放量為目標的混合公交車隊充電和運行調度模型，考慮滿足能量約束，既定時刻表約束，最大基礎設備等約束條件，得到最優的調度策略，包括公交車隊的最佳路線分配和充電方案，最佳充電方案包括最佳充電時間，最佳充電地點和最佳充電電量。與現有技術相比，該發明同時優化了電動公交和燃油公交的混合公交車隊運行排班計劃和充電決策，結合電力生產和交通運行，最大程度消納新能源發電，同時提高電動公交的利用率，減少燃油公交的再調度，進一步減少碳排放量，促進新能源風光發電發展以及保護生態環境。

技術領域

本發明涉及公交調度領域，尤其涉及一種考慮風光發電消納和碳排放的混合公交車隊調度方法。

背景技術

隨著環境污染和能源危機的加劇，交通電氣化越來越受到人們的重視，電動公交是未來交通領域發展的重點。與傳統公交相比，純電動公交具有零排放，行駛穩定等優點，但由于電池容量限制，電動公交的行駛里程有限且存在充電時間過長的問題，因而并未完全取代燃油公交。

中國專利公開號CN111915150A公開了一種電動公交系統規劃的方法，涉及電動公交運營調度和充電設施的部署，以減少充電費用，提高設備利用率；中國專利公開號CN112530155A提供了一種電動公交車輛調度方法，用電量和時間兼容性來描述單程間的可連接性，提高公交的服務質量。

以上方法均停留在公交層面上，并未考慮多車輛類型的混合調度，以及新能源發電消納和碳排放問題。本發明提供一種混合公交車隊調度方法，在考慮風光發電消納和碳排放的基礎上，集中調度公交完成既定路線，并給出合理的充電決策。

發明內容

本發明提供了一種考慮風光發電消納和碳排放的混合公交車隊調度方法，通過以下技術方案實施：

S1：獲取公交路網信息和基礎配套設施信息；公交路網信息包括總站，公交站點和充電站空間位置信息，公交路線和時刻表信息；基礎配套設施信息包括純電動公交和燃油公交車隊規模信息，公交運行特性信息，風光發電出力等信息；

S2：利用公交路網和基礎配套設施信息，建立多目標聯合優化的公交車隊充電和運行調度模型；

S3：利用多目標聯合優化的公交車隊充電和運行調度模型，得到電動公交車隊日充電和運行調度策略。

所述的一種考慮風光發電消納和碳排放的混合公交車隊調度方法中，調度車輛包括傳統燃油公交和新型純電動公交，燃油公交能量可滿足日運行需求，在每日運行結束后集中補充燃料；純電動公交考慮電池容量限制，需在運行過程中補充電量。

所述總站是公交集中停放和發車的地點，總站內設有充電設備和燃料補充設備；充電站指獨立風力發電站和光伏發電站，電動公交可在總站和獨立充電站補充電能，燃油公交在總站補充燃料。

所述模型是以最小化棄風光發電損失和碳排放量為聯合優化目標函數，具體計算如下：

其中，C_f為調度一輛燃油公交的平均碳排放量，S_f為日調度燃油公交總數；C_loss為單位棄風光發電損失，V_re,t,i為t時刻i充電站的總發電量，V_out,t,i為t時刻i充電站的總充電電量，F為充電站合集，T為日運營時段合集。

所述混合車隊的充電和運行調度步驟，包括：在所述初始階段，燃油公交和電動公交均保持最大能量狀態；優先調度電動公交滿足運行時刻表；根據風光發電出力信息及公交剩余電量，決定電動公交充電時間，充電地點和充電電量；調度燃油公交補充電動公交未覆蓋時刻表。