[发明专利]一种电动汽车路径诱导及有序充电控制方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车路径诱导及有序充电控制方法，包括以下步骤：根据用户出行OD数据和充电数据，提取不同用户的出行和充电特征；构建两阶段优化模型，其中，一阶段是以用户充电总成本最小为目标的路径规划模型，二阶段是以到达站点的充电负荷波动最小为目标的有序充电优化模型；搭建路径规划模型的目标函数并确定约束条件；基于路径规划模型的目标函数和约束条件，采用行驶方向特征筛选和Dijkstra最短路算法进行路径规划，得到最优路径方案；基于用户的出行和充电特征、最优路径方案，以单个到达站点的充电负荷波动最小为目标，建立有序充电优化模型，实现有序充电控制。与现有技术相比，本发明具有降低用户总成本、改善站点电网波动等优点。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电调度领域，尤其是涉及一种电动汽车路径诱导及有序充电控制方法。

背景技术

电动汽车市场发展的快速增长刺激了对充电服务设施的旺盛需求。运营市场“两难”问题依然突出——供给侧盈利难，需求侧充电难。充电桩数量少、充电慢、找桩难、利用率不高、里程焦虑等，虽然如今仍影响着电动汽车的用户体验；对于充电服务运营商来说，充电站的运营效率较低，充电行为对电网冲击较大，缺乏高效的运营策略，这些问题严重制约着电动汽车的推广和发展。

目前电动汽车的调度优化相关研究众多，电动汽车路径规划问题往往需要考虑较为严苛的时间窗约束，结合用户充电行程距离、电池状态、出行起讫点、路径阻抗、充电成本等因素进行路径规划；电动汽车充电调度优化问题通常在满足用户需求的基础上，以最小化电网负荷峰谷差、最小化用户充电成本等为目标。但针对电动汽车充电站点路径诱导策略和有序充电控制策略研究，往往集中于单个策略的独立研究，缺少针对电动汽车用户的路径诱导和充电策略的协同考虑。

CN114485702A公开了一种电动汽车充电路径规划方法及系统，首先根据充电站各个时段的综合负荷分布情况，路网车流量确定充电站的每个时间段的分时电价，之后再构建充电站分时电价进优化模型，并根据需求对充电站分时电价进行优化，随后根据充电经济成本和充电时间成本，构建充电综合路径规划模型，最后根据充电综合路径规划模型确定电动汽车综合最优充电路径；该技术方案基于电网和路网对分时电价的影响，通过充电优化模型优化充电站和充电路径规划模型综合充电站效益以及用户充电综合成本，能够兼顾充电站经济收益、综合负荷、车流量，通过合理调整分时电价，吸引或抑制用户充电，优化充电站的综合效益。但是，该方案主要针对的是充电站侧的成本优化，并未充分考虑用户的异质期望出行和充电需求，并且本质上还是对充电路径规划的优化，并未协同考虑充电路径规划和充电策略优化。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种电动汽车路径诱导及有序充电控制方法，在满足电动汽车用户期望出行和充电需求的基础上，根据充电站点排队信息和电价信息，为用户推荐最优的充电站点和路径，降低用户的出行和充电成本。在用户到达充电站点后，结合有序充电控制，优化充电站点本地电网的负荷波动。本发明基于实际用户出行OD数据和充电数据，在统一的框架中为充电站点制定最优的用户路径推荐策略和充电优化策略，实现最优的用户充电诱导及充电优化，来降低用户的总成本，预测并改善电网波动情况，综合评估路径诱导与有序充电相结合的运营效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车路径诱导及有序充电控制方法，包括以下步骤：

步骤1)根据用户出行OD数据和充电数据，提取不同用户的出行和充电特征；

步骤2)构建两阶段优化模型，其中，一阶段是以用户充电总成本最小为目标的路径规划模型，二阶段是以到达站点的充电负荷波动最小为目标的有序充电优化模型；

步骤3)搭建路径规划模型的以车辆行驶时间成本、排队时间成本、充电时间成本以及充电费用为优化目标的目标函数，所述目标函数遵从三个约束条件：电动汽车路径选择约束、到达时间约束和剩余电量约束；