電動汽車充電站數(shù)量及選址模型研究

王艷 楊衛(wèi)

摘 要：伴隨全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染和資源短缺的問題日趨突出，因此，人們開始非常重視自身的健康和居住環(huán)境。節(jié)能環(huán)保的電動汽車成為汽車行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。電動汽車充電站的建設(shè)成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，科學(xué)合理地布局充電站對電動汽車的發(fā)展和普及具有非常重要的意義。本文通過建立充電站需求數(shù)量及充電站選址問題模型，得到使用戶充電成本最小的充電站的最優(yōu)選址點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電動汽車 充電站 選址 優(yōu)化模型

中圖分類號：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0112-02

伴隨全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染和資源短缺的問題日趨突出，因此，人們開始非常重視自身的健康和居住環(huán)境。目前汽車擁有量的不斷增加，由此帶來的環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源緊缺、環(huán)境污染等問題日益突顯，傳統(tǒng)的汽油汽車和柴油汽車越來越呈現(xiàn)劣勢；同時也隨著新技術(shù)的發(fā)展，充電汽車日顯其優(yōu)勢，而制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素是充電站。節(jié)能環(huán)保的電動汽車成為汽車行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。本文將對充電站建設(shè)的數(shù)量以及充電站的選址問題進(jìn)行研究。

1 模型假設(shè)

（1）默認(rèn)沒有用戶在家里安裝自己的充電器，全部都使用建設(shè)的充電站進(jìn)行充電。

（2）電動車都按最大使用功率計(jì)算，即排除了天氣、道路環(huán)境等客觀因素，保證車輛不管處于何種工作環(huán)境都能享受到充電站的充電服務(wù)。

（3）每個需求點(diǎn)的需充電的電動汽車數(shù)量不存在差異。

2 模型建立

2.1 充電站數(shù)量模型

2.2 充電站數(shù)量分布及位置選址問題

其中，ri為0—1決策變量，如果候選充電站i被選中建設(shè)充電站，其取值為1，否則其取值為0。C為用戶充電過程中的費(fèi)用；pj為需求用戶j的充電需求量；（ui，vi）為候選充電站i的位置坐標(biāo)；（xj，yj）為需求點(diǎn)j的位置坐標(biāo)；βi為充電站i的充電費(fèi)用；m為建設(shè)區(qū)域內(nèi)需求點(diǎn)的數(shù)量；n為候選充電站的數(shù)量；xmin為建設(shè)區(qū)域的最小橫坐標(biāo)；xmax為建設(shè)區(qū)域的最大橫坐標(biāo)；ymin為充電站建設(shè)區(qū)域的最小縱坐標(biāo)；ymin為充電站建設(shè)區(qū)域的最大縱坐標(biāo)；Q為充電站的日均供電量；Nnew為需要建設(shè)的充電站數(shù)量。其中Nnew=Ncharge-Nold，Nold為建設(shè)區(qū)域內(nèi)已有的充電站數(shù)量。

約束條件1表示每天到充電站接受充電服務(wù)的所有用戶的充電量不能超過充電站的日均供應(yīng)量；約束條件2到5給出的是區(qū)域限制條件；約束6 表示新建充電站的數(shù)量約束。

3 算例

3.1 算例描述

建設(shè)區(qū)域內(nèi)需充電站數(shù)量為Ncharge=6，已有充電站數(shù)量Nold為1座，在100×100平面內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生10個候選充電站和50個充電需求點(diǎn)及單位費(fèi)用（見表1）。

3.2 算例結(jié)果

利用Lingo軟件求解，最終在候選充電站中選擇在A、B、E、I和J位置建設(shè)五座充電站（見圖1）。

4 結(jié)語

本文在計(jì)算電動汽車充電站需求數(shù)量的基礎(chǔ)上，建立了基于用戶充電成本最小的充電站選址模型，并通過算例，驗(yàn)證了模型的可行性，也得到了最優(yōu)的選址結(jié)果。

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