[发明专利]一种电力-交通网络流量引导方法

说明书

本发明提出的一种电力‑交通网络流量引导方法，属于电动汽车导航技术领域。该方法首先建立由目标函数和约束条件构成的最优电力‑交通网络流模型，求解得到各道路上充电车辆和非充电车辆对应的交通流；然后基于此结果建立由目标函数和约束条件构成的最优电力‑交通流量引导模型，求解得到各道路上充电车辆和非充电车辆的通行费最优解，得到最优电力‑交通流量引导方案。本发明综合考虑电力网络与交通网络约束，能够通过价格引导信号实现电力‑交通运行性能的协同优化，减小发电成本与通行费用。

技术领域

本发明涉及一种电力-交通网络流量引导方法，属于电动汽车导航技术领域。

技术背景

电动汽车在节能减排、遏制气候变暖以及保障石油供应安全等方面具有传统汽车无法比拟的优势，因此受到各国政府、汽车生产商以及能源企业的广泛关注。在未来动态无线充电技术支持下的电气化交通网络下，电力网络与交通网络将通过移动的电动汽车在时空维度上紧密耦合。其中，网络中的流量引导通常通过价格信号完成，其电价收取与拥堵收费涉及电力、交通、用户多个利益主体。电网以发电最小为目标，给出电气化交通网络中的充电价格信号决策。交通网以平均通行时间最低为目标，给出电气化交通网络中拥堵费信号决策。而网络中通行的海量汽车，则以个人出行费用最低为目标，其路径选择同时受拥堵情况与价格信号的影响。如何通过有效的三方协调，使电动汽车的行驶路径与充电位置可以得到有效引导，同时改善交通网的拥堵状况与电网的潮流分布，实现电力与交通两个网络的协同优化，是未来电气化交通网络亟需解决的问题。

一种已有的专利申请号为CN201910910606.1、发明名称为“一种计及路-网-车的电动汽车充电引导方法”的中国专利申请，提出了一种计及路-网-车的电动汽车充电引导方法，该方法考虑不同种类电动汽车充电需求差异，建立电气交通协同控制架构，制定充电站选择与导航策略，通过分时分区电价对快充负荷进行引导。但该方法未考虑交通系统的优化目标，且未考虑交通系统价格信号的作用，未能实现电力-交通网络的协同优化。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提出一种电力-交通网络流量引导方法。本发明针对未来无线充电场景下的电气化交通网络中的交通流与潮流进行引导，该方法考虑了交通网络与电力网络的物理约束，旨在最小化电力网络的发电成本与交通网络的通行时间，求解最优电力-交通网络流分布；同时以网络净收费最低为目标，求解对应的电气化交通网络通行价格，引导各类用户的出行与充电选择，使电力-交通网络流达到最优分布。

本发明提出一种电力-交通网络流量引导方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)建立最优电力-交通网络流模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：

1-1)确定最优电力-交通网络流模型的目标函数F^OPTF：

其中，代表电网总发电成本，为配电网中节点i的有功发电功率，E_N为配电网节点集，a_i、b_i分别为配电网中节点i的分布式发电成本系数，ρ为主网购电价格，为与配电网母线节点0连接的线路0m的购电功率，π₀为与配电网母线节点0相邻的配电网节点集合，节点m为该集合的元素，上标l代表线路；

代表交通网络通行总时间；ω为单位时间价值，t_a为道路a上的通行时间，x_a为道路a上的交通流，t_a(x_a)为道路阻抗函数；

1-2)确定最优电力-交通网络流模型的约束条件；具体如下：

1-2-1)电力网络约束；