新能源汽车充电桩空间布局优化研究

2020-05-19宋强

科学与信息化 2020年6期

宋强

摘要新能源电动汽车是智能电网的重要组成部分，而且新能源电动汽车充电桩空间布局优化一直是电动汽车领域的研究热点。为了合理确定电动汽车充电桩的规模和布局，以投资周期成本和用户使用的便利性作为指标。在相关条件的约束下，指数由新站的初始投资构成，包括线路损耗成本、新线路成本和电费，目标是最小化的投资和最低的用户成本。最后应用混沌粒子群算法对新能源汽车充电桩的空间布局进行优化。

关键词空间布局;优化;规模和布局;混沌粒子群算法

引言

为了能够减少雾霾环境问题的发生以及降低空气中PM2.5浓度，节能环保运输的发展日益成为公众关注的焦点。在这种条件背景下，电动汽车行业得到了飞速发展，电动汽车行业的市场已经具备规模。在不损害电池寿命的前提下，电池的替换可以快速保证能源供应，并且能够有助于延长电池的寿命。为了能够更好地推动电动汽车行业的发展，国家电网制定了建造电动汽车新能源汽车充电桩的计划。

1新能源汽车充电桩的经济模型

新能源汽车充电桩的空间布局取决于其投资周期成本和用户便利性。投资周期成本指的是从新能源汽车充电桩的建设到能够投入正常使用的整个周期里的费用，用户便利性以用户等待使用新能源汽车充电樁的最短时间为指标。等待时间最短意味着新能源汽车充电桩的数量、位置和大小可以满足高峰需求时间，减少或避免了用户排队的可能性。排除影响交通拥堵和道路维护及其他不确定因素，耗时和行驶距离相互对应，行驶的距离越长，路上花费的时间越长，反之亦然。因此，可以将道路行驶距离转化为电力成本，以此衡量用户便利性指标。以新能源汽车充电桩的最低投资成本和用电成本目标，确定新能源汽车充电桩的大小、位置和用户电量使用。这是数学模型：

其中G是新能源汽车充电桩每年的总成本，而是投资新能源汽车充电桩j的费用;代表用户的功耗成本，j = 1，2，3…n代表新能源汽车充电桩号;是j号新能源汽车充电桩的第i种投资成本[1]。

2投资成本

2.1 初始投资成本

新能源汽车充电桩j的初始投资成本包括设备购买费用和土地购置成本。包括交流充电设备、电池更换系统、配电监控充电、计费系统和应急电源监控充电设备等设备的购买，设备的具体数量和新能源汽车充电桩的规模相关。由新能源汽车充电桩的位置和面积决定。计算公式如下：

3混沌粒子群优化

基于模拟鸟类觅食行为的混沌优化算法是一种矩阵迭代随机搜索算法。粒子更新速度和位置的公式如下：

其中和为学习因子，w为惯性权重，为粒子的全局最优坐标，而是粒子的局部最优坐标。混沌粒子群优化使用速度和位置同步搜索模型，具有较强的全局优化速度和能力。在对新能源汽车充电桩空间布局进行优化时，可以利用基于混沌序列的粒子群优化算法得到想要的结果[3]。

4结束语

本文提出了一种数学模型，该模型不仅考虑了投资成本，而且还考虑了用户的便利性。该模型满足了建设方和消费者的需求，从全面性和经济性上反映了新能源汽车充电桩规划问题的实质。

混沌粒子群优化算法通过逻辑自映射函数形成混沌序列，并优化了变量范围的对应关系。利用混沌粒子群优化算法能够在新能源汽车充电桩的空间布局进行合理的优化。

参考文献

[1] 李鹏程，杨婧，张俊玮，等.电动汽车充电桩优化选址模型设计.电工技术，2018，（21）：47-50.