[发明专利]一种基于电动汽车马尔可夫充电需求分析模型的快速充电站容量规划方法

说明书

本发明公开了一种基于电动汽车马尔可夫充电需求分析模型的快速充电站容量规划方法。该方法通过对电动汽车驾驶行为进行分析，将电动汽车的驾驶行为分成四种状态，利用蒙特卡罗模拟法建立电动汽车状态模型；结合马尔可夫模型，预测电动汽车在任意时间段的充电概率以及充电负荷；综合电动汽车等待成本等多种因素，得到充电站的经济收益与其配置的充电和等待位置的数量之间的关系；求解得到最优的充电桩和等待位置的数量。本发明以已有的电动汽车驾驶行为调查数据为基础，给出了详细的算法描述，根据已有的调查数据，通过一系列的实验证明所提出的方法在平衡电动汽车快速充电站的服务效率和经济收益方面的有效性。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电站的容量规划问题，尤其涉及一种基于电动汽车马尔可夫充电需求分析模型的快速充电站容量规划方法。

背景技术

随着经济的快速发展，资源匮乏和环境污染的问题越来越严重。目前庞大的汽车市场正在加剧资源的耗费，同时也为城市环境增添了更多的压力。而电动汽车因为其具有节能环保的特点正在成为汽车工业的主要发展方向。随着国家的政策支持和各大汽车厂商的积极参与，电动汽车的技术水平正日益提高。目前，已有一部分电动汽车的产品已经成型并投入示范运行，产业化和商业化的模式也在逐步完善。随着普及程度的增大，电动汽车的充电将会成为电网承担的又一重要负荷，对电网的影响也不可小视。作为电动汽车的基础配套，充电站必须先行进行规划和建设。而电动汽车的充电需求具有很强的随机性和不确定性，只有基于准确的电动汽车充电需求分析，才能够做好电动汽车充电站的规划问题。

发明内容

针对现有的电动汽车充电站容量规划方法的不足，本发明的目的在于提出了一种基于电动汽车马尔可夫充电需求分析模型的快速充电站容量规划方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的，一种基于电动汽车马尔可夫充电需求分析模型的快速充电站容量规划方法，该方法包括以下步骤：

步骤(1)，获取电动汽车的电池参数；所述的电池参数包括：电池容量C_bat、每公里耗电量E_c、普通充电模式的充电功率P_n-ch和快速充电模式的充电功率P_f-ch；

步骤(2)，将电动汽车按照用途分为两类：通勤类电动汽车(C-PEV)和非通勤类电动汽车(O-PEV)；所述通勤类电动汽车为用于上班族每日早晚上下班的通勤，所述非通勤类电动汽车为其他用途车辆；并获取两种类型的电动汽车的所占比例；获取通勤类电动汽车每日出行的早上出发时间、早上到达时间、晚上出发时间、晚上到达时间,分别拟合为正态分布t_md、t_ma、t_ed、t_ea；同理获取非通勤类电动汽车每日出行的出发时间、到达时间,拟合为正态分布t_d、t_a；

步骤(3)，设置仿真迭代次数N_exp,使用蒙特卡洛模拟法随机生成电动汽车样本,使之符合步骤(2)中所述的用途比例和步骤(1)中所述电池容量参数；

步骤(4),设置时间样本生成组数N_d,使用蒙特卡洛模拟法随机生成出行时间样本,使之符合步骤(2)中所述正态分布；

步骤(5)，将一天分为48个时间段，即每半小时为一个时间段；采用蒙特卡洛模拟法，从第一个时间段开始，按照用途、当前时间、和电池荷电状态三个因素依次模拟电动汽车在每个时间段中的驾驶行为；驾驶行为分为四种状态，普通充电状态S_n-ch、快速充电状态S_f-ch、行驶状态S_d、和停车状态S_p；给定一个初始荷电状态，此后每一天的初始电池荷电状态为前一天的最后一个时间段结束后的电池荷电状态值；所述的模拟驾驶行为的方法具体如下：

用途1：通勤类电动汽车