[发明专利]一种兼顾电网负载均衡性与用户体验的电动汽车充电路径优化方法

权利要求书

1.一种兼顾电网负载均衡性与用户体验的电动汽车充电路径优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：获取第i辆电动汽车上车载电池的当前剩余电量、最小剩余电量以及电动汽车的出发点和目的地，根据所述当前剩余电量、最小剩余电量以及电动汽车的出发点和目的地，计算电动汽车用户充电需求；

S2：若电动汽车用户有充电需求，则进行第i辆电动汽车的距离最短优先的电动汽车充电路径计算，得到行驶距离最短的电动汽车充电路径；

S3：基于所述行驶距离最短的电动汽车充电路径，计算第i辆电动汽车从出发点到充电桩的行驶时间、排队等候时间、电动汽车充电时间、充电站内的充电桩可用时间，得到距离最短优先充电路径下的电动汽车总时间；

S4：以所有电动汽车的距离最短优先充电路径下的电动汽车总时长最小为目标函数，构建电网充电负载均衡性约束和电动汽车用户体验约束，进行电动汽车充电路径优化，得到每个电动汽车用户的最优充电路径以及充电站；

步骤S3包括以下子步骤：

S31：基于所述行驶距离最短的电动汽车充电路径，计算第i辆电动汽车从出发点到达充电桩时长，公式如下：

其中，为距离最短优先充电路径下第i辆电动汽车从出发点到达充电节点C_i的时间；第i辆电动汽车的出发时间；为距离最短优先充电路径下第i辆电动汽车从出发点到充电节点的时间；v_i为第i辆电动汽车的平均速度；

S32：统计距离最短优先充电路径下每个充电站达到的车辆，并根据到达充电站的时间先后进行排序；

S33：依次计算到达充电站的电动汽车进行排队等候时间，公式如下：

其中，为距离最短优先充电路径下充电站第m个充电桩的可用时间；为距离最短优先充电路径下充电站的最早可用时间；为距离最短优先充电路径下第i辆电动汽车的排队等待时间；

S34：依次计算到达充电站的电动汽车充电时间，公式如下：

其中，为距离最短优先充电路径下第i辆电动汽车的充电时间；P_i为第i辆电动汽车的平均充电功率；

S35：更新距离最短优先充电路径下充电站的最早可用时间，公式如下：

S36：根据距离最短优先充电路径下第i辆电动汽车从出发点到充电桩的行驶时间排队等候时间和电动汽车充电时间计算距离最短优先充电路径下电动汽车总时间；

步骤S4中构建的电网充电负载均衡性约束如下：

其中，ψ^min为电网充电负载平衡指标的最小需求值；ψ_t为第t时段电网充电负载平衡指标值；T为充电站充电工作的总时段数；K为充电站的总个数；为第k个充电站的充电桩个数；N_t,k为第t时段第k个充电站正在充电的电动汽车个数；

步骤S4中构建的电动汽车用户体验约束如下：

其中，ΔT^ue为单个电动汽车用户相比距离最短优先充电路径可承受的最大牺牲时间。

2.根据权利要求1所述的一种兼顾电网负载均衡性与用户体验的电动汽车充电路径优化方法，其特征在于，步骤S1包括以下子步骤：

S11，基于第i辆电动汽车上车载电池的当前剩余电量以及最小剩余电量，对电动汽车的最大剩余行驶距离进行估算，其计算公式为：

其中，为第i辆电动汽车的最大剩余行驶距离；H_i为第i辆电动汽车当前的剩余电量；为第i辆电动汽车的最小剩余电量；λ_i为第i辆电动汽车行驶单位距离的用电量系数；

S12，基于Floyd算法，计算电动汽车从出发点到目的地的最短路径，其计算公式为：

其中，为第i辆电动汽车从出发点到目的地的最短距离；S_i为第i辆电动汽车的出发节点；E_i为第i辆电动汽车的目的地节点；为节点S_i到节点E_i的距离；

S13，基于所述最大剩余行驶距离和所述最短路径，对第i辆电动汽车的充电需求进行判断：

如果所述最大剩余行驶距离小于所述最短路径则电动汽车用户在行驶途中需要充电；反之，电动汽车用户无需充电。