區(qū)域電動汽車充電站布局優(yōu)化研究
本文選題:充電站選址 + 用戶滿意度 ; 參考:《東華大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著全球環(huán)境污染和石油資源枯竭等問題日益嚴(yán)重,低碳、經(jīng)濟、環(huán)保已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主旋律。以清潔環(huán)保、節(jié)能減排著稱的新能源電動汽車的發(fā)展得到了國家相關(guān)政策的大力支持,它也必將成為未來交通業(yè)發(fā)展的主流。然而,電動汽車充電站網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于電動汽車的發(fā)展。雖然國內(nèi)已經(jīng)建成較多充電樁,但大都處于居民小區(qū)內(nèi)部,充電速度慢,且僅服務(wù)于單個電動汽車用戶;即使存在的部分公共充電站,也處于技術(shù)驗證及示范階段,無法滿足電動汽車用戶的日常充電需求,從而降低了電動汽車潛在用戶的購買意愿。充電站選址問題已經(jīng)成為制約我國電動汽車普及的關(guān)鍵因素之一。合理的充電站選址方案可以減少電動汽車用戶的充電代價,增加充電站的運營效益,促進(jìn)充電站的建設(shè),推進(jìn)電動汽車的發(fā)展,進(jìn)而對改善交通環(huán)境具有重要意義。目前,電動汽車正處于推廣階段,為了迅速提高電動汽車使用便利性,促進(jìn)更多潛在用戶購買電動汽車,成本不再是建設(shè)充電站的首要考慮因素。因此,從電動汽車用戶滿意度的角度考慮充電站的選址問題;跐M意優(yōu)化理論,提出電動汽車用戶滿意度評價函數(shù),通過引入充電站等級概念,以平均電動汽車用戶滿意度最大為目標(biāo)函數(shù),建立了多等級電動汽車充電站選址問題的混合整數(shù)規(guī)劃模型,并提出基于免疫算法的模型求解算法。測試結(jié)果表明,提出的模型可以有效的確定充電站的位置、等級及服務(wù)區(qū)域,其求解算法是快速、有效的。電動汽車發(fā)展到一定階段,電動汽車充電站選址問題應(yīng)考慮運營商的利益。從電動汽車用戶和運營商角度綜合考慮電動汽車充電站選址問題。從用戶角度提出了衡量用戶充電滿意度的兩個優(yōu)化指標(biāo)——用戶到達(dá)充電站的行駛距離和用戶充電排隊等待時間;從運營商的角度提出了衡量運營商利益的優(yōu)化指標(biāo)——充電站建設(shè)成本;在此基礎(chǔ)上,提出了電動汽車充電站選址問題的多目標(biāo)非線性混合整數(shù)規(guī)劃模型,為了更加符合實際情況,該模型通過模擬電動汽車充電排隊過程來替代傳統(tǒng)的排隊理論。提出了求解該模型的改進(jìn)禁忌遺傳算法,并設(shè)計了一個隨機算例,驗證了該模型及算法的有效性。最后,對多目標(biāo)電動汽車充電站選址優(yōu)化模型參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析,研究了充電站個數(shù)對各個成本的影響、充電速率對時間成本的影響、充電速率對充電樁個數(shù)的影響和客戶群增長對充電速率決策的影響。由于本文模型涉及隨機過程,因此本文結(jié)合測試實例進(jìn)行了多組實驗,相關(guān)實驗結(jié)果在一定程度上可以為實際工程提供參考依據(jù)。
[Abstract]:With the increasingly serious problems of global environmental pollution and oil resource depletion, low-carbon, economic and environmental protection has become the main theme of economic development in China. The development of new energy electric vehicle, which is famous for its clean, environmental protection, energy saving and emission reduction, has been strongly supported by relevant national policies, and it will certainly become the mainstream of the development of transportation industry in the future. However, the construction of electric vehicle charging station network lags far behind the development of electric vehicle. Although more charging piles have been built in China, most of them are in the residential area, and the charging speed is slow, and they only serve the individual electric vehicle users. Even if some public charging stations exist, they are still in the stage of technical verification and demonstration. The failure to meet the daily charging needs of electric vehicle users reduces the willingness of potential electric vehicle users to buy electric vehicles. The problem of charging station location has become one of the key factors restricting the popularity of electric vehicles in China. Reasonable charging station location scheme can reduce the charging cost of electric vehicle users, increase the operating efficiency of charging station, promote the construction of charging station, promote the development of electric vehicle, and further improve the traffic environment. At present, electric vehicles are being popularized. In order to improve the convenience of electric vehicles and promote more potential customers to buy electric vehicles, the cost is no longer the first consideration in building charging stations. Therefore, the location of charging station is considered from the point of view of customer satisfaction of electric vehicle. Based on the theory of satisfactory optimization, the evaluation function of electric vehicle customer satisfaction is put forward. By introducing the concept of charging station grade, the maximum user satisfaction of average electric vehicle is taken as the objective function. A mixed integer programming model for multi-class electric vehicle charging station location problem is established, and a model solving algorithm based on immune algorithm is proposed. The test results show that the proposed model can effectively determine the location, grade and service area of the charging station, and the algorithm is fast and effective. Electric vehicle development to a certain stage, electric vehicle charging station location should consider the interests of operators. From the point of view of electric vehicle users and operators, the location of charging stations for electric vehicles is considered comprehensively. From the user's point of view, this paper puts forward two optimization indexes to measure the user's charge satisfaction, that is, the travel distance of the user to the charging station and the waiting time of the user's charging queue. From the point of view of the operator, the optimal index to measure the benefit of the operator, the construction cost of the charging station, is put forward, and the multi-objective nonlinear mixed integer programming model for the location of the charging station of electric vehicle is put forward. In order to be more in line with the actual situation, the model replaces the traditional queuing theory by simulating the charging queuing process of electric vehicles. An improved Tabu genetic algorithm is proposed to solve the model, and a random example is designed to verify the validity of the model and the algorithm. Finally, the sensitivity analysis of the parameters of the multi-objective electric vehicle charging station location optimization model is carried out, and the influence of the number of charging stations on each cost and the effect of charging rate on the time cost are studied. The effect of charging rate on the number of charging piles and the influence of customer growth on charging rate decision. Because the model of this paper involves random process, this paper carries out many experiments with test examples, and the related experimental results can provide a reference for practical engineering to a certain extent.
【學(xué)位授予單位】:東華大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:U491.8
【相似文獻(xiàn)】
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,本文編號:2089942
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