[發明專利]集中充電站與電池換電站的規劃方法及其規劃裝置和芯片

在審

• 申請號: 202111314847.3
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114118536A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 徐婷婷;胡曉銳;吳高林;龍方家;張雨晴;朱彬;龍羿;汪會財;池磊;李智;謝曉念;謝涵;袁秀娟
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司營銷服務中心;國家電網有限公司;國網重慶市電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/00;G06F30/27;G06F111/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 黃蓉蓉

1.電動汽車集中充電站與電池換電站的規劃方法，其特征在于，包括如下內容：

S1.確定規劃區內的電池換電站的規劃數量Z的取值：

式中：S_max表示電池換電站的最大服務面積、S_min表示電池換電站的最小服務面積，S_total表示規劃區的總面積；

S2.通過幾何法對Z個電池換電站進行初選址，得到各個電池換電站的初選地址點；

S3.以各個電池換電站的初選地址點作為生長核，通過變權Voronoi圖對其進行服務劃分，得到Z個電池換電站的Voronoi圖；

S4.以電池換電站年建設成本和用戶換電成本之和為最小目標，建立電池換電站選址數學模型，并通過粒子群-遺傳混合算法與得到的變權Voronoi圖對電池換電站選址數學模型求解，得到Z個電池換電站的最優選址圖；

S5.比較Z各個取值下的電池換電站年建設成本和用戶換電成本之和，選取成本之和最小的Z值為電池換電站數量的優選值，即為Z^*；

S6.確定規劃區內的集中充電站的規劃數量H的取值：

式中：M_max表示單個集中充電站服務的最大電池換電站個數，M_min表示單個集中充電站服務的最小電池換電站個數；

S7.通過幾何法對Z^*個電池換電站的最優選址圖所配置的H個集中充電站進行初選址，得到各個集中充電站的初選地址點；

S8.以集中充電站年建設成本和電池配送成本之和為最小目標，建立集中充電站選址數學模型，并通過粒子群-遺傳混合算法對集中充電站選址數學模型求解，得到H個集中充電站的最優選址；

S9.比較H各個取值下的集中充電站年建設成本和電池配送成本之和，選取成本之和最小的H值為集中充電站的優選值，即為H^*；

S10.通過Voronoi圖對H^*個集中充電站進行服務劃分，得到H^*個集中充電站的Voronoi圖，即為H^*個集中充電站的服務范圍。

2.根據權利要求1所述的電動汽車集中充電站與電池換電站的規劃方法，其特征在于，所述方法還包括對規劃區內包含的電池更換機定容步驟，其具體如下：

用戶的換電行為采用排隊論中M/M/c/∞/∞數學模型進行表示，其中排隊系統中有多個獨立服務臺，c表示單隊并列服務臺的數量，M表示負指數分布，則電池換電站i中有n輛電動汽車進行換電服務時的概率P_n,i為

式中，ρ_i為電池換電站i的換電服務強度，λ＝n_k/t為服從泊松分布的單位時間內到達電池換電站的電動汽車數量，其中n_k為電動汽車日換電需求量，t_b為日換電高峰期時段，μ＝1/t_s為電池更換機的平均服務速率，其中t_s為每臺電動汽車的平均換電時間；

根據里特公式可得待換電用戶在電池換電站i的排隊隊伍長度平均值L_i為

電池換電站的運行成本和用戶的排隊換電時間成本之和的目標函數如下：

minT(c)＝C_RC·c+C_WC·L_i (7)

式中：C_RC表示換電服務臺單位時間內地運營成本，C_wc為待換電用戶在電池換電站單位時間內的排隊等待耗時成本；

此目標函數的最低值所對應的換電服務臺最優數量C^*，即其受式(8)約束：

聯立公式(6)、(7)、(8)求解出的換電服務臺即為電池更換機的最優數量C^*。