電動汽車充電站數量及選址模型研究

王艷 楊衛

摘 要：伴隨全球經濟的不斷發展，環境污染和資源短缺的問題日趨突出，因此，人們開始非常重視自身的健康和居住環境。節能環保的電動汽車成為汽車行業的重點發展方向。電動汽車充電站的建設成為制約其發展的關鍵因素。因此，科學合理地布局充電站對電動汽車的發展和普及具有非常重要的意義。本文通過建立充電站需求數量及充電站選址問題模型，得到使用戶充電成本最小的充電站的最優選址點。

關鍵詞：電動汽車 充電站 選址 優化模型

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0112-02

伴隨全球經濟的不斷發展，環境污染和資源短缺的問題日趨突出，因此，人們開始非常重視自身的健康和居住環境。目前汽車擁有量的不斷增加，由此帶來的環境問題越來越嚴重。隨著社會經濟的發展，能源緊缺、環境污染等問題日益突顯，傳統的汽油汽車和柴油汽車越來越呈現劣勢；同時也隨著新技術的發展，充電汽車日顯其優勢，而制約其發展的關鍵因素是充電站。節能環保的電動汽車成為汽車行業的重點發展方向。本文將對充電站建設的數量以及充電站的選址問題進行研究。

1 模型假設

（1）默認沒有用戶在家里安裝自己的充電器，全部都使用建設的充電站進行充電。

（2）電動車都按最大使用功率計算，即排除了天氣、道路環境等客觀因素，保證車輛不管處于何種工作環境都能享受到充電站的充電服務。

（3）每個需求點的需充電的電動汽車數量不存在差異。

2 模型建立

2.1 充電站數量模型

2.2 充電站數量分布及位置選址問題

其中，ri為0—1決策變量，如果候選充電站i被選中建設充電站，其取值為1，否則其取值為0。C為用戶充電過程中的費用；pj為需求用戶j的充電需求量；（ui，vi）為候選充電站i的位置坐標；（xj，yj）為需求點j的位置坐標；βi為充電站i的充電費用；m為建設區域內需求點的數量；n為候選充電站的數量；xmin為建設區域的最小橫坐標；xmax為建設區域的最大橫坐標；ymin為充電站建設區域的最小縱坐標；ymin為充電站建設區域的最大縱坐標；Q為充電站的日均供電量；Nnew為需要建設的充電站數量。其中Nnew=Ncharge-Nold，Nold為建設區域內已有的充電站數量。

約束條件1表示每天到充電站接受充電服務的所有用戶的充電量不能超過充電站的日均供應量；約束條件2到5給出的是區域限制條件；約束6 表示新建充電站的數量約束。

3 算例

3.1 算例描述

建設區域內需充電站數量為Ncharge=6，已有充電站數量Nold為1座，在100×100平面內隨機產生10個候選充電站和50個充電需求點及單位費用（見表1）。

3.2 算例結果

利用Lingo軟件求解，最終在候選充電站中選擇在A、B、E、I和J位置建設五座充電站（見圖1）。

4 結語

本文在計算電動汽車充電站需求數量的基礎上，建立了基于用戶充電成本最小的充電站選址模型，并通過算例，驗證了模型的可行性，也得到了最優的選址結果。

參考文獻

[1] 周洪超，李海鋒.基于博弈論的電動汽車充換電站選址優化模型研究[J].科技和產業，2011，11（2）：51-54.

[2] 王成山，陳愷，謝螢華，等.配電網擴展規劃中分布式電源的選址和定容[J].電力系統自動化，2006，30（3）：42-47.

[3] Shoemaker MH. A Bass Diffusion Model Analysis： Understanding Alternative Fuel Vehicle Sales[D].CMC Senior Theses，2012.