基于时空约束的城市交流充电桩优化布局

刘济舟

摘 要：随着网络技术的应用，人们的日常生活和工作发生了很大的改变。在人们的日常出行中，电动汽车已经成为了主要的交通工具。电动汽车在方便了人们的出行的同时也出现了充电困难的局面。为了电动汽车能够及时的充电，城市交流充电桩得到了广泛的应用。但是城市交流充电桩的优化布局具有一定的重要性。该文笔者通过对于影响城市交流充电桩建设的因素的分析来研究基于时空约束的城市交流充电桩的设计以及在实际生活中的应用。

关键词：时空约束 交流充电桩 电动汽车 优化布局

中图分类号：U491.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（c）-0003-02

随着人们的环保意识的提高，新能源的电动汽车已经得到人们的广泛应用。电动汽车的数量的增加使得城市充电设备必须具有一定的优化布局。在交流充电桩的建设过程中，交流充电桩的地点、数量以及布局等都对电动汽车的充电有着直接的影响。因此，基于时空约束的城市交流充电桩的优化布局显得尤为重要。

1 影响交流充电桩建设的因素

1.1 电动汽车的充电量

在一定的区域中，电动汽车的充电量能够直接影响城市交流充电桩的大规模的建设。电动汽车的充电量达到一定的要求，城市交流充电桩才能进行一定规模的建设。而如果电动汽车的充电量达不到要求，那么城市交流充电桩在这一区域就不能进行大规模的建设。另外，电动汽车的数量、行驶路程以及消耗的电量等都影响着电动汽车的充电量。电动汽车的充电量是影响城市交流充电桩建设的最主要的因素。因此，交流充电桩建设必须保证电动汽车具有一定的充电量。

1.2 电动汽车充电的不同场景的需求

电动汽车充电的场景受到多方面因素的影响。不同的电动汽车的消耗的电量不同，那么其所花费的充电时间也不同。这将使电动汽车有着不同的充电方式。那么城市交流充电桩的建设也会受到这些方面的影响。根据不同的电动汽车的类型，城市交流充电桩的布局以及功率也必须有所不同。每辆电动汽车都有着各自需要消耗的电量、行驶的路程以及充电的时间等，那么城市交流充电桩在建设的过程中必须考虑这些方面所带来的影响，合理的进行布局来满足不同的电动汽车的需求。

1.3 商业化的运营模式

商业化运营直接影响着城市交流充电桩的建设。在交流充电桩的商业化的运营模式中，交流充电桩建设的成本、建设的地点和规模、交流充电桩的标准化、交流充电桩所用的土地和环境、电网改建等都能够影响到城市交流充电桩的建设。另外，交流充电桩建设的地点也直接影响着充电者在充电过程中所消耗的时间和费用。因此，城市交流充电桩在商业化的运用模式下，一方面要考虑到充电公司所受到的影响，另一方面也要考虑到充电者的利益。商业化的运营模式使得城市交流充电桩的建设显得更为复杂，需要考虑更多的因素。

2 交流充电桩建设的模式

2.1 城市交流充电桩的总体设计

从电动汽车时刻分布的特性来考虑，城市交流充电桩的设计必须从高效、安全、方便三个方面出发，同时考虑使用者和管理者的利益，最大化的减小使用者和管理者所消耗的费用。从使用者来说，城市交流充电桩的设计一方面必须使得充电更加的方便快捷，另一方面必须降低使用者的充电的成本。这样使用者才能够长时间的在城市交流充电桩进行充电。从管理者来说，一方面交流充电桩的设计要能够最大化的降低管理者对于充电桩的投资的费用，确保管理者能够具有一定的利益。另一方面要提高充电桩中的各个设备的质量和程序的正常运行，这样能够最大限度的降低管理者在后期对于充电桩的维护的费用，有效的提高了充电桩的使用时间。

2.2 交流充电桩建设中的约束条件

交流充电桩建设的约束条件主要包含了需求、空间和时间三方面的约束。其中，需求约束主要指交流充电桩在进行工作时，电动汽车的充电量、充电时间以及充电的用户的比值对交流充电桩的充电速率和充电功率的约束。空间约束是指城市交流充电桩对于需要充电的电动汽车的约束。在充电完成之后，交流充电桩对于电动汽车的充电量能够行驶的最大路程的约束。时间约束主要是指在前一个电动汽车充电的过程中，有限的城市交流充电桩对于后面的等待的需要充电的电动汽车所需要的等待的时间的约束。总的来说，交流充电桩的建设考虑到了使用者在充电的过程中的各种情况，提高了使用者的充电效率，降低了使用者在充电过程中的等待时间，使使用者的充电过程更加高效的进行。

2.3 城市交流充电桩建设模式的分析

交流充电桩的建设模式首先必须考虑到区域内的电动汽车的使用者的行为特征，根据电动汽车的电力所能行驶的距离来得到交流充电桩建设的合理的位置，避免了过多的建设交流充电桩所带来的额外费用，降低了管理者的投资费用。其次，交流充电桩的建设模式必须从区域内的电动汽车的数量来考虑交流充电桩的建设的数量。这样能够提高建设的交流充电桩的利用率，避免了对于资源的浪费。最后，交流充电桩的建设模式应当对电动汽车的出发时间和位置来引导电动汽车到最合理的交流充电桩的地点。这样能够最大限度的降低使用者的等待时间，提高了充电的效率。

3 城市交流充电桩在实际中的布局

假定在某一城市的一城区要建设城市交流充电桩。第一，设计人员应了解这一城区的地理位置。第二，设计人员需要了解这一城区的电动汽车的类型以及电动汽车的数量。第三，设计人员要掌握电动汽车的行为特征，找出建设交流充电桩的合理位置。第四，设计人员应当了解电动汽车的平均出行时间，确定交流充电桩的数量，促进交流充电桩的合理使用。第五，设计人员应当根据交流充电桩的位置和数量来得出最合理的充电费用。这样既能够降低管理者的投资费用，又能够减小使用者的充电成本和时间，方便了人们的日常出行，提高了我国基于时空约束的城市交流充电桩的发展。

4 结语

综上所述，随着我国信息化的发展，基于时空约束的城市交流充电桩的设计也加强了对于网络技术的应用。在交流充电桩的建设的过程中，电动汽车的充电量、电动汽车充电的不同场景的需求以及商业化的运营模式等都影响着设计人员对于城市交流充电桩的设计。通过对城市交流充电桩的建设模式中的设计和条件的分析，将基于时空约束的城市交流充电桩的建设模式应用到实际中，使得城市交流充电桩的布局得到了优化，方便了人们的日常出行和安全。

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