基于時空約束的城市交流充電樁優化布局

劉濟舟

摘 要：隨著網絡技術的應用，人們的日常生活和工作發生了很大的改變。在人們的日常出行中，電動汽車已經成為了主要的交通工具。電動汽車在方便了人們的出行的同時也出現了充電困難的局面。為了電動汽車能夠及時的充電，城市交流充電樁得到了廣泛的應用。但是城市交流充電樁的優化布局具有一定的重要性。該文筆者通過對于影響城市交流充電樁建設的因素的分析來研究基于時空約束的城市交流充電樁的設計以及在實際生活中的應用。

關鍵詞：時空約束 交流充電樁 電動汽車 優化布局

中圖分類號：U491.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0003-02

隨著人們的環保意識的提高，新能源的電動汽車已經得到人們的廣泛應用。電動汽車的數量的增加使得城市充電設備必須具有一定的優化布局。在交流充電樁的建設過程中，交流充電樁的地點、數量以及布局等都對電動汽車的充電有著直接的影響。因此，基于時空約束的城市交流充電樁的優化布局顯得尤為重要。

1 影響交流充電樁建設的因素

1.1 電動汽車的充電量

在一定的區域中，電動汽車的充電量能夠直接影響城市交流充電樁的大規模的建設。電動汽車的充電量達到一定的要求，城市交流充電樁才能進行一定規模的建設。而如果電動汽車的充電量達不到要求，那么城市交流充電樁在這一區域就不能進行大規模的建設。另外，電動汽車的數量、行駛路程以及消耗的電量等都影響著電動汽車的充電量。電動汽車的充電量是影響城市交流充電樁建設的最主要的因素。因此，交流充電樁建設必須保證電動汽車具有一定的充電量。

1.2 電動汽車充電的不同場景的需求

電動汽車充電的場景受到多方面因素的影響。不同的電動汽車的消耗的電量不同，那么其所花費的充電時間也不同。這將使電動汽車有著不同的充電方式。那么城市交流充電樁的建設也會受到這些方面的影響。根據不同的電動汽車的類型，城市交流充電樁的布局以及功率也必須有所不同。每輛電動汽車都有著各自需要消耗的電量、行駛的路程以及充電的時間等，那么城市交流充電樁在建設的過程中必須考慮這些方面所帶來的影響，合理的進行布局來滿足不同的電動汽車的需求。

1.3 商業化的運營模式

商業化運營直接影響著城市交流充電樁的建設。在交流充電樁的商業化的運營模式中，交流充電樁建設的成本、建設的地點和規模、交流充電樁的標準化、交流充電樁所用的土地和環境、電網改建等都能夠影響到城市交流充電樁的建設。另外，交流充電樁建設的地點也直接影響著充電者在充電過程中所消耗的時間和費用。因此，城市交流充電樁在商業化的運用模式下，一方面要考慮到充電公司所受到的影響，另一方面也要考慮到充電者的利益。商業化的運營模式使得城市交流充電樁的建設顯得更為復雜，需要考慮更多的因素。

2 交流充電樁建設的模式

2.1 城市交流充電樁的總體設計

從電動汽車時刻分布的特性來考慮，城市交流充電樁的設計必須從高效、安全、方便三個方面出發，同時考慮使用者和管理者的利益，最大化的減小使用者和管理者所消耗的費用。從使用者來說，城市交流充電樁的設計一方面必須使得充電更加的方便快捷，另一方面必須降低使用者的充電的成本。這樣使用者才能夠長時間的在城市交流充電樁進行充電。從管理者來說，一方面交流充電樁的設計要能夠最大化的降低管理者對于充電樁的投資的費用，確保管理者能夠具有一定的利益。另一方面要提高充電樁中的各個設備的質量和程序的正常運行，這樣能夠最大限度的降低管理者在后期對于充電樁的維護的費用，有效的提高了充電樁的使用時間。

2.2 交流充電樁建設中的約束條件

交流充電樁建設的約束條件主要包含了需求、空間和時間三方面的約束。其中，需求約束主要指交流充電樁在進行工作時，電動汽車的充電量、充電時間以及充電的用戶的比值對交流充電樁的充電速率和充電功率的約束。空間約束是指城市交流充電樁對于需要充電的電動汽車的約束。在充電完成之后，交流充電樁對于電動汽車的充電量能夠行駛的最大路程的約束。時間約束主要是指在前一個電動汽車充電的過程中，有限的城市交流充電樁對于后面的等待的需要充電的電動汽車所需要的等待的時間的約束。總的來說，交流充電樁的建設考慮到了使用者在充電的過程中的各種情況，提高了使用者的充電效率，降低了使用者在充電過程中的等待時間，使使用者的充電過程更加高效的進行。

2.3 城市交流充電樁建設模式的分析

交流充電樁的建設模式首先必須考慮到區域內的電動汽車的使用者的行為特征，根據電動汽車的電力所能行駛的距離來得到交流充電樁建設的合理的位置，避免了過多的建設交流充電樁所帶來的額外費用，降低了管理者的投資費用。其次，交流充電樁的建設模式必須從區域內的電動汽車的數量來考慮交流充電樁的建設的數量。這樣能夠提高建設的交流充電樁的利用率，避免了對于資源的浪費。最后，交流充電樁的建設模式應當對電動汽車的出發時間和位置來引導電動汽車到最合理的交流充電樁的地點。這樣能夠最大限度的降低使用者的等待時間，提高了充電的效率。

3 城市交流充電樁在實際中的布局

假定在某一城市的一城區要建設城市交流充電樁。第一，設計人員應了解這一城區的地理位置。第二，設計人員需要了解這一城區的電動汽車的類型以及電動汽車的數量。第三，設計人員要掌握電動汽車的行為特征，找出建設交流充電樁的合理位置。第四，設計人員應當了解電動汽車的平均出行時間，確定交流充電樁的數量，促進交流充電樁的合理使用。第五，設計人員應當根據交流充電樁的位置和數量來得出最合理的充電費用。這樣既能夠降低管理者的投資費用，又能夠減小使用者的充電成本和時間，方便了人們的日常出行，提高了我國基于時空約束的城市交流充電樁的發展。

4 結語

綜上所述，隨著我國信息化的發展，基于時空約束的城市交流充電樁的設計也加強了對于網絡技術的應用。在交流充電樁的建設的過程中，電動汽車的充電量、電動汽車充電的不同場景的需求以及商業化的運營模式等都影響著設計人員對于城市交流充電樁的設計。通過對城市交流充電樁的建設模式中的設計和條件的分析，將基于時空約束的城市交流充電樁的建設模式應用到實際中，使得城市交流充電樁的布局得到了優化，方便了人們的日常出行和安全。

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