朱天奇　李國(guó)通　趙旭東

摘 要 電動(dòng)汽車充換電設(shè)施作為電動(dòng)汽車規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵之一， 對(duì)電動(dòng)汽車充換電網(wǎng)絡(luò)及計(jì)費(fèi)的優(yōu)化非常必要。本文以電動(dòng)汽車更換電池組的充電方式面臨著充換電站合理調(diào)度和運(yùn)營(yíng)計(jì)費(fèi)的問(wèn)題，建立了以充換電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最小為目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度模型。

關(guān)鍵詞 電動(dòng)汽車 充換電網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)化模型

一、模型的建立

分析研究充換電服務(wù)內(nèi)的充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)環(huán)節(jié)，建立涵蓋集中型充電站、充換電站和配送站3種類型服務(wù)站的通用模型，基于分時(shí)電價(jià)，建立充換電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化調(diào)度模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電、電池調(diào)配和物流配送的聯(lián)合優(yōu)化。

設(shè)Fc為充電費(fèi)用、Fd為物流費(fèi)用、Pc為充電功率（kw）、P（t）為t時(shí)刻的電價(jià)（元/kwh）、Cev為單輛物流車的運(yùn)費(fèi)（元/h）。則以充換電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最小為目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)可表示為：

式中：i為服務(wù)站編號(hào)；為t時(shí)刻服務(wù)站i的滿電池組數(shù)；為t時(shí)刻服務(wù)站i為用戶更換的滿電池組數(shù)；為t時(shí)刻服務(wù)站i開始充電的空電池組數(shù)；Tcharge為電池組充電時(shí)長(zhǎng)，min，假設(shè)所有電池組充電用時(shí)相同；Δt為運(yùn)營(yíng)調(diào)度的最小時(shí)間間隔，min：為t時(shí)刻服務(wù)站i向服務(wù)站j開始調(diào)配的滿電池組數(shù)；Tdis（i，j）為從服務(wù)站i到j(luò)的最少單程配送用時(shí)，min：為t時(shí)刻服務(wù)站i的空電池組數(shù)；ceil表示向上取整函數(shù)。

二、約束條件

第一，換電約束：換電模式下用戶對(duì)服務(wù)站的需求表現(xiàn)為電量需求，即滿電池組。服務(wù)站的換電服務(wù)應(yīng)在現(xiàn)有滿電池組數(shù)量約束的前提下，盡可能保障用戶的換電需求。

第二，充電約束：服務(wù)站各時(shí)刻開始充電的電池組數(shù)小于該時(shí)刻站內(nèi)的空電池組數(shù)，且正在充電的電池組總數(shù)小于站內(nèi)充電機(jī)數(shù)。

第三，電池調(diào)配約束：為保障用戶換電需求，各服務(wù)站每次調(diào)出的電池組數(shù)不大于該時(shí)刻滿電池組數(shù)與換電需求之差：

第四，系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)滿足基本的換電需求：

在目標(biāo)函數(shù)中引入缺電成本：

式中：F1為缺電成本，k為缺電成本系數(shù)。

引入缺電成本后，目標(biāo)函數(shù)變?yōu)椋?/p>

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)充換電網(wǎng)絡(luò)的分析，基于分時(shí)定價(jià)，建立以充換電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最小為目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度模型，加強(qiáng)了充換電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的靈活性，降低了運(yùn)營(yíng)成本。

（作者單位為華北理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院）

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭瑞.交直流混合微電網(wǎng)中電動(dòng)汽車充換電系統(tǒng)研究[J].中國(guó)電力，2015，48（5）.

[2] 曾志剛.電動(dòng)汽車智能充換電技術(shù)及計(jì)量自動(dòng)化[A]. 2013全國(guó)智能用電技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)會(huì)議指南[C]. 2013.