基于路網(wǎng)的電動汽車快速充電站布局決策研究
發(fā)布時間：2022-02-14 04:07
大力發(fā)展和推廣純電動汽車已成為全世界眾多國家的共同選擇。但電動汽車有限的續(xù)航能力及公共快速充電設(shè)施的缺乏,制約著人們的使用和長途出行。本研究針對我國公共快速充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)亟待完善的問題,基于我國主干高速公路網(wǎng)絡(luò),對服務(wù)途中充電需求的快速充電站科學(xué)分布問題建立分布決策模型。研究表明,對續(xù)航能力低于200公里的電動汽車,應(yīng)用最優(yōu)策略分布的快速充電站數(shù)量從50座增加到250座時,可將途中充電需求覆蓋率從50%左右提高到90%以上,而對續(xù)航能力超過250公里的電動汽車,150座按最優(yōu)策略分布的快速充電站即能覆蓋至少96.49%的途中充電需求。通過對不同續(xù)航能力和不同充電站數(shù)量約束下共30種情形的分析,本研究不僅能為多情形下充電站分布問題提供最優(yōu)選址和數(shù)量組合決策方案,也為我國充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善及電動汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力的理論支持和政策建議。
【文章來源】：運籌與管理. 2020,29(05)北大核心CSSCICSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
電動汽車長途出行途中充電需求覆蓋率和行駛里程覆蓋率統(tǒng)計圖
根據(jù)圖3中兩部分內(nèi)容展示的結(jié)果來看,假定系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)配置的充電站數(shù)量一定,不同續(xù)航能力電動汽車的長途出行途中充電需求,受其影響程度不同。單次充電續(xù)航能力在250公里左右的電動汽車成為高續(xù)航能力和一般續(xù)航能力電動汽車的分水嶺。為了更直觀的在有限篇幅下展示更多的模型結(jié)果,本文在圖4中列示了AER=250公里,快速充電站數(shù)量分別為50,100,150,200,250座情形下,模型系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)數(shù)量快速充電站的最佳決策方案。通過圖4展示的分布結(jié)果,可以直觀清楚地看出隨著可供分布的快速充電站數(shù)量增長,這些充電站在路網(wǎng)中最佳分布位置的變化情況和完善情況。圖4的第一部分表明,在僅有50座快速充電站可供分布的情況下,為了覆蓋更多的長途出行途中充電需求,珠三角、長三角、京津冀片區(qū),以及東南沿海和中西部省份的省會城市如鄭州、濟南、成都、武漢等覆蓋的高速沿線被選為最佳布局點。該結(jié)果也跟2016～2017年度我國地市間居民駕車長途出行交通流量分布蛛網(wǎng)圖(見圖2)中展示的熱門線路和交通流量分布幾乎一致。通行人次數(shù)量巨大的重點線路均被配置了快速充電站。
為確定快速充電站的最佳分布位置,本研究依據(jù)我國《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015～2020年)》文件中重點強調(diào)的“四縱四橫”高速公路,以及由7條首都放射線、11條南北縱線和18條東西橫線組成的“71118”國家高速公路網(wǎng),結(jié)合全國336個地級市的相對地理位置分布情況,建立起一個由468個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,614條雙向網(wǎng)絡(luò)線段組成的規(guī)劃模型系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。其中用于連接代表各地市中心點的線段走勢,依據(jù)的是“71118”國家高速公路網(wǎng)1。本研究用各地級市中心點來代表所在地市2,圖1中,黑色的336個節(jié)點代表著所在地市,另外132灰色個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點用于分隔網(wǎng)絡(luò)線段,使之滿足一個基本前提:相鄰節(jié)點間的距離不會超過電動汽車充滿電的最大行程。根據(jù)當前市售的主流電動汽車單次充電續(xù)航里程(AER)情況以及用于長途出行的研究背景,本研究只考慮AER不低于150公里的情況,所有468個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點均可以成為快速充電站分布的候選點。2.2 出行路徑選擇
【參考文獻】：
期刊論文
[1]上海市電動汽車公共快充網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃策略研究[J]. 胡超,范曄,趙立達,杜成剛,李瑾. 華東電力. 2014(12)
[2]電動汽車充電站規(guī)劃模型及評價方法[J]. 張成,滕歡. 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2014(01)
[3]考慮車流信息與配電網(wǎng)絡(luò)容量約束的充電站規(guī)劃[J]. 葛少云,馮亮,劉洪,王龍. 電網(wǎng)技術(shù). 2013(03)
[4]電動汽車充電站的最優(yōu)選址和定容[J]. 劉志鵬,文福拴,薛禹勝,辛建波. 電力系統(tǒng)自動化. 2012(03)
[5]電動汽車充電模式與充電站建設(shè)研究[J]. 康繼光,衛(wèi)振林,程丹明,徐凡. 電力需求側(cè)管理. 2009(05)
本文編號：3624215
【文章來源】：運籌與管理. 2020,29(05)北大核心CSSCICSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
電動汽車長途出行途中充電需求覆蓋率和行駛里程覆蓋率統(tǒng)計圖
根據(jù)圖3中兩部分內(nèi)容展示的結(jié)果來看,假定系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)配置的充電站數(shù)量一定,不同續(xù)航能力電動汽車的長途出行途中充電需求,受其影響程度不同。單次充電續(xù)航能力在250公里左右的電動汽車成為高續(xù)航能力和一般續(xù)航能力電動汽車的分水嶺。為了更直觀的在有限篇幅下展示更多的模型結(jié)果,本文在圖4中列示了AER=250公里,快速充電站數(shù)量分別為50,100,150,200,250座情形下,模型系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)數(shù)量快速充電站的最佳決策方案。通過圖4展示的分布結(jié)果,可以直觀清楚地看出隨著可供分布的快速充電站數(shù)量增長,這些充電站在路網(wǎng)中最佳分布位置的變化情況和完善情況。圖4的第一部分表明,在僅有50座快速充電站可供分布的情況下,為了覆蓋更多的長途出行途中充電需求,珠三角、長三角、京津冀片區(qū),以及東南沿海和中西部省份的省會城市如鄭州、濟南、成都、武漢等覆蓋的高速沿線被選為最佳布局點。該結(jié)果也跟2016～2017年度我國地市間居民駕車長途出行交通流量分布蛛網(wǎng)圖(見圖2)中展示的熱門線路和交通流量分布幾乎一致。通行人次數(shù)量巨大的重點線路均被配置了快速充電站。
為確定快速充電站的最佳分布位置,本研究依據(jù)我國《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015～2020年)》文件中重點強調(diào)的“四縱四橫”高速公路,以及由7條首都放射線、11條南北縱線和18條東西橫線組成的“71118”國家高速公路網(wǎng),結(jié)合全國336個地級市的相對地理位置分布情況,建立起一個由468個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,614條雙向網(wǎng)絡(luò)線段組成的規(guī)劃模型系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。其中用于連接代表各地市中心點的線段走勢,依據(jù)的是“71118”國家高速公路網(wǎng)1。本研究用各地級市中心點來代表所在地市2,圖1中,黑色的336個節(jié)點代表著所在地市,另外132灰色個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點用于分隔網(wǎng)絡(luò)線段,使之滿足一個基本前提:相鄰節(jié)點間的距離不會超過電動汽車充滿電的最大行程。根據(jù)當前市售的主流電動汽車單次充電續(xù)航里程(AER)情況以及用于長途出行的研究背景,本研究只考慮AER不低于150公里的情況,所有468個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點均可以成為快速充電站分布的候選點。2.2 出行路徑選擇
【參考文獻】：
期刊論文
[1]上海市電動汽車公共快充網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃策略研究[J]. 胡超,范曄,趙立達,杜成剛,李瑾. 華東電力. 2014(12)
[2]電動汽車充電站規(guī)劃模型及評價方法[J]. 張成,滕歡. 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2014(01)
[3]考慮車流信息與配電網(wǎng)絡(luò)容量約束的充電站規(guī)劃[J]. 葛少云,馮亮,劉洪,王龍. 電網(wǎng)技術(shù). 2013(03)
[4]電動汽車充電站的最優(yōu)選址和定容[J]. 劉志鵬,文福拴,薛禹勝,辛建波. 電力系統(tǒng)自動化. 2012(03)
[5]電動汽車充電模式與充電站建設(shè)研究[J]. 康繼光,衛(wèi)振林,程丹明,徐凡. 電力需求側(cè)管理. 2009(05)
本文編號：3624215
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