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基于目的地选择的电动出租车充电站规划研究

廖振宏  
【摘要】:发展电动汽车被世界各国普遍确立为保障能源安全和转型低碳经济的重要途径,近年来,随着电动汽车技术成熟和政府大力支持住宅区、公共区域配建充电桩,大型电动汽车充电站将主要服务于电动出租车。而随着电动出租车逐渐取代传统燃油出租车,现有充电站必将无法满足日益增长的充电需求。因此,研究如何在现有充电网络中进行电动出租车充电站规划具有理论和现实意义。本文主要做了以下工作:(1)构建电动出租车运营模型,对充电站进行定容。首先,将目标地区划分为若干区域,在统计居民出行分布数据的基础上,采用单约束重力模型和Logit选择模型分别求得载客目的地选择概率和空驶目的地选择概率。然后,根据产生吸引平衡关系求得出租车空驶分布,从而确定各区载客率。最后,模拟出租车运营行为,构建电动出租车运营模型,根据电动出租车保有量对充电站的充电负荷进行预测和定容。(2)对电动出租车运营模型进行改进。为解决当区域数增加到一定数量时,目的地选项过多并且计算繁杂等问题,通过分层选择目的地的方式对电动出租车运营模型进行改进并细化电动出租车运营行为。算例仿真结果表明,改进模型不仅可以应用到更大维数的区域上,而且程序运算速度更快。(3)构建基于多目标进化算法的电动出租车充电站规划模型,对如何在现有充电网络中加建电动出租车充电站进行研究。在考虑现有充电站网络的基础上,结合电动出租车运营模型获得充电站规划方案中每个充电站的充电负荷和定容方案,以建站总费用、充电便利性和设备利用率为指标,建立基于多目标进化算法的电动出租车充电站规划模型,采用NSGA-II和SPEA-II两种算法求解新建充电站数目、位置和容量等问题。通过算例分析验证了模型的有效性和相比于NSGA-II算法,在求解该模型过程中SPEA-II算法的效率更高。


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