新能源汽車充電樁空間布局優化研究

宋強

摘 要 新能源電動汽車是智能電網的重要組成部分，而且新能源電動汽車充電樁空間布局優化一直是電動汽車領域的研究熱點。為了合理確定電動汽車充電樁的規模和布局，以投資周期成本和用戶使用的便利性作為指標。在相關條件的約束下，指數由新站的初始投資構成，包括線路損耗成本、新線路成本和電費，目標是最小化的投資和最低的用戶成本。最后應用混沌粒子群算法對新能源汽車充電樁的空間布局進行優化。

關鍵詞 空間布局;優化;規模和布局;混沌粒子群算法

引言

為了能夠減少霧霾環境問題的發生以及降低空氣中PM2.5濃度，節能環保運輸的發展日益成為公眾關注的焦點。在這種條件背景下，電動汽車行業得到了飛速發展，電動汽車行業的市場已經具備規模。在不損害電池壽命的前提下，電池的替換可以快速保證能源供應，并且能夠有助于延長電池的壽命。為了能夠更好地推動電動汽車行業的發展，國家電網制定了建造電動汽車新能源汽車充電樁的計劃。

1新能源汽車充電樁的經濟模型

新能源汽車充電樁的空間布局取決于其投資周期成本和用戶便利性。投資周期成本指的是從新能源汽車充電樁的建設到能夠投入正常使用的整個周期里的費用，用戶便利性以用戶等待使用新能源汽車充電樁的最短時間為指標。等待時間最短意味著新能源汽車充電樁的數量、位置和大小可以滿足高峰需求時間，減少或避免了用戶排隊的可能性。排除影響交通擁堵和道路維護及其他不確定因素，耗時和行駛距離相互對應，行駛的距離越長，路上花費的時間越長，反之亦然。 因此，可以將道路行駛距離轉化為電力成本，以此衡量用戶便利性指標。以新能源汽車充電樁的最低投資成本和用電成本目標，確定新能源汽車充電樁的大小、位置和用戶電量使用。這是數學模型：

其中G是新能源汽車充電樁每年的總成本，而是投資新能源汽車充電樁j的費用;代表用戶的功耗成本，j = 1，2，3…n代表新能源汽車充電樁號;是j號新能源汽車充電樁的第i種投資成本[1]。

2投資成本

2.1 初始投資成本

新能源汽車充電樁j的初始投資成本包括設備購買費用和土地購置成本。包括交流充電設備、電池更換系統、配電監控充電、計費系統和應急電源監控充電設備等設備的購買，設備的具體數量和新能源汽車充電樁的規模相關。由新能源汽車充電樁的位置和面積決定。計算公式如下：

3混沌粒子群優化

基于模擬鳥類覓食行為的混沌優化算法是一種矩陣迭代隨機搜索算法。粒子更新速度和位置的公式如下：

其中和為學習因子，w為慣性權重，為粒子的全局最優坐標，而是粒子的局部最優坐標。混沌粒子群優化使用速度和位置同步搜索模型，具有較強的全局優化速度和能力。在對新能源汽車充電樁空間布局進行優化時，可以利用基于混沌序列的粒子群優化算法得到想要的結果[3]。

4結束語

本文提出了一種數學模型，該模型不僅考慮了投資成本，而且還考慮了用戶的便利性。該模型滿足了建設方和消費者的需求，從全面性和經濟性上反映了新能源汽車充電樁規劃問題的實質。

混沌粒子群優化算法通過邏輯自映射函數形成混沌序列，并優化了變量范圍的對應關系。利用混沌粒子群優化算法能夠在新能源汽車充電樁的空間布局進行合理的優化。

參考文獻

[1] 李鵬程，楊婧，張俊瑋，等.電動汽車充電樁優化選址模型設計.電工技術，2018，（21）：47-50.

[2] 李鵬程，楊婧，張俊瑋，等.電動汽車充電樁優化選址模型設計.電工技術，2018，（21）：47-50.

[3] 朱茵，孟志勇，闞叔愚.用層次分析法計算權重.北京交通大學學報，1999，23（5）：119-122.