[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

本發明公開了電動汽車集中充電站與電池換電站的規劃方法，涉及電網規劃技術領域，解決現有技術中存在的集中充電站和電池換電站建設成本高、用戶換電不方便的問題。本發明充、換電站的成本和換電、充電過程中的成本最小為目標分別建立集中充電站和電池換電站選址定容數學模型；然后對其進行優化和求解，確定出電池換電站以及集中充電站的最優數量和選址。發明所提出的方法一方面能夠減少電池換電站的服務區域的重復覆蓋率，進而節約電池換電站這類設施的建設成本；另一方面能夠及時滿足電動汽車用戶的換電需求，節約用戶的換電成本。

技術領域

本發明涉及電網規劃技術領域，具體地為電動汽車充電換電設施規劃技術領域，更具體地是涉及電動汽車集中充電站與電池換電站的規劃方法。

背景技術

電池租賃模式的換電模式配合大規模集中充電電池的方式，由于其能量供給速度快、電池租賃成本低電動汽車能源換電池較之直接充電快等優點，已發展為一種較為有競爭力的電動汽車能源供給的運營模式。

在電動汽車電池配送環節中，若集中充電站和電動汽車電池換電站的位置布局不合理，一方面將導致車輛需要繞行更多的路程前去電池換電站更換電池，也會耗費更多的行進時間，久之會降低客戶的滿意度；而通過耗費更多的人力、電池物流車輛配送資源及電池換電站來減少車輛繞行路程和時間，則會增加企業的配送成本、設施配置成本，進而會降低所經營的電池換電站收入。另一方面，現有技術在集中充電站和電池換電站選址過程中對換電服務區域的重復覆蓋率缺乏專業考慮，導致建設的服務設施出現服務區重疊、布局冗余現象，造成了建設成本的浪費。

因此，有必要提出合理的電動汽車的集中充電站和電池換電站規劃方式，從而提升用戶換電便捷性的同時，控制服務方的服務、建設等成本。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決上述技術問題，本發明提供電動汽車集中充電站與電池換電站的規劃方法。

為解決現有技術中存在的集中充電站和電池換電站建設成本高、用戶換電不方便的問題，本發明提出了電動汽車集中充電站和電池換電站的規劃方法。首先，本發明考慮用規劃區域內的戶交通流量和換電便捷的因素，以電池換電站年建設成本(即年建設投資成本)和用戶換電過程中的損耗成本(即用戶年換電成本)最小為目標建立電池充電站選址定容數學模型(即選址數學模型和定容數學模型)；其次，利用粒子群-遺傳混合算法與變權的Voronoi圖相結合的方法求解電池換電站選址數學模型，確定出電池換電站的最優選址，并基于定容數學模型確定規劃區域內的總的電池換電機即服務臺的數量和電池換電站內的電池換電機容量；最后，本發明以集中充電站年建設成本(即年建設投資成本)和電池配送成本之和最小為目標建立集中充電站選址數學模型，并通過粒子群-遺傳混合算法與Voronoi圖相結合的方式確定集中充電站的最優選址。

本發明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了電動汽車集中充電站與電池換電站的規劃方法，其包括如下內容：

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；