一种设置充电桩的方法与流程

本发明涉及一种充电桩
技术领域：
，特别是一种设置充电桩的方法。
背景技术：
：目前，国内外的绝大多数现有电动汽车非车载式充电桩，均区分为单独的交流小功率慢速充电及直流大功率快速充电两种不同类型：对于交流小功率慢速充电型，因其输出功率小因此需要长时间的充电才能满足电动汽车的需要；对于直流大功率快速充电型，因其输出功率比交流慢充大，因此充电比较快，但是比较费电。目前充电桩的设置没有根据具体的区域和用户的需求设置充电桩的类型，而是如果是快速充电桩就全部是设置快速充电桩，如果是慢速充电桩就全部设置慢速充电桩，因此这就造成了不是不能满足用户的需求就是用电量大浪费能源的问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种设置充电桩的方法，节约了能源，满足了用户需求。为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种设置充电桩的方法，该方法包括如下步骤：根据预设的充电桩类型与设置区域的对应关系，确定与所述待设置区域对应的充电桩的类型；所述充电桩分为快速充电桩、慢速充电桩以及常规充电桩；获取该待设置区域的车流量信息；根据所述车流量信息确定所述待设置区域的电动汽车的充电需求，并根据所述充电需求确定待设置区域的充电桩数量；监控所述设置的充电桩的使用频率，并根据所述充电桩的使用频率控制所述充电桩的开启与关闭。若待设置区域需设置慢速和常规充电桩，所述的根据电动汽车的充电需求，确定待设置区域的充电桩的数量及位置的步骤，具体包括：根据所述获取的车流量信息，确定机动车的保有量、电动汽车在所述待设置区域的占比以及电动汽车的渗透比率；根据当前机动车的保有量、电动汽车在该区域的占比以及电动汽车的渗透率，确定电动汽车的数量，具体的算法为：Na,tev=Nttotalρa,tηa,tev,]]>其中，为第t年该地区总的机动车保有量，ρa，t为第t年a型电动汽车在该地区的占比；为第t年a型电动汽车渗透率。另外，还包括如下步骤：根据所述确定电动汽车的数量，确定电动汽车的充电需求总量的具体的算法为：Qt=Σa=1naNa,tevMaBa/Sa]]>其中，Ma为电动汽车类型，Ba为蓄电池容量，Sa为平均里程；根据所述确定的电动汽车的充电需求总量，确定充电桩的总数量，并根据预设的慢速充电桩和常规充电桩的比例分别确定慢速充电桩和常规充电桩的数量，确定充电桩的总数量的算法为：Nl,tp=Ql,tPlTlday(1-γl)]]>其中，充电需求Ql，t、充电功率Pl、日平均充电时间Tlday以及充电桩空置率γl。若所述待设置区域设置的充电桩为快速充电桩，则确定待设置区域的充电桩数量和位置的步骤包括：确定快速充电站的候选位置；根据所述确定的快速充电站的候选位置，以及快速充电站的综合投资成本最小值，确定所述快速充电桩的数量和位置；所述综合投资成本包括建设投资成本和运营成本的最小值；与所述综合投资成本对应的函数为：minC(Nch，Ys，XD)＝cinv(Nch，Ys)+coper(Nch，Ys，XD)其中，cinv(Nch，Ys)为充电站建设投资成本，包括固定成本及与规模相关的可变成本；coper(Nch，Ys，XD)为充电站运营成本，包括人力成本、电量购买成本以及用户使用充电设施的成本；与所述快速充电站建设投资成本和运营成本对应的函数分别为：cinv(Nch,Ys)=Σi=1ncδ(yiscis+nichcch+nichctP0ch)]]>coper(Nch,Ys,XD)=365(Σi=1ncΣj=1nDcDxijdijDj+Σi=1nccpnichP0ch)]]>其中，cinv(Nch，Ys)为充电站建设投资成本，为充电站运营成本，nc表示候选充电站总数；为表示第i个充电站是否建设的0-1变量，若第i个充电站建设取值为1，反之为0；为充电站i建设的固定成本；表示第i个充电站中充电接口的数量；cch为单个充电接口的成本；ct表示单位功率的变换成本；表示单个充电接口的功率；nD表示划分的区域总数；cD表示单位行驶距离下单位充电需求所对应的充电成本；xij为表示j区域的充电需求是否被i充电站所满足，若是，则xij取值为1，反之取值为0；dij表示从区域j至充电站i最短路径所需的行驶距离；Dj表示j区域的充电需求；cp为充电站单位容量的运营成本。所述的确定快速充电站的候选位置的步骤，包括：对待设置区域进行道路提取，所述提取道路包括主干道和次干道；根据所述提取的主干道和次干道，确定电动汽车的快速充电需求，具体的算法为：QU，t，i∝di·vi其中，QU，t，i为t时刻第i条道路上的电动汽车快速充电需求，di为第i条道路的长度；vi表示第i条道路上的交通流量；道路上电动汽车快速充电需求与道路长度与交通流量的乘积成正比；根据所述电动汽车的快速充电需求，确定快速充电站的候选位置。根据权利要求4或5所述的设置充电桩的方法，所述综合投资成本函数受下面条件的约束：每个充电站的容量大于辖区范围内的充电需求，具体表达式为：Σj=1nDxijDj≤nichP0chTfday(1-γf),i=1,2,3,...,nc]]>表示充电中充电接口的日可用时间；γf表示充电站中充电接口的空置率；表示第i个充电站中充电接口的数量；表示单个充电接口的功率；xij表示j区域的充电需求是否被i充电站所满足，若是，则xij取值为1，反之取值为0；Dj表示j区域的充电需求。所述综合投资成本函数还受下面条件的约束：充电接口的数量为：Nminch≤nich≤Nmaxch]]>其中，Nchmin表示充电接口的最小值，Nchmax表示充电接口的最大值。所述综合投资成本函数还受下面条件的约束：充电站容量为：Nmins≤Σi=1ncyis≤Nmaxs]]>其中，y5i表示充电站容量；分别表示充电站总数的下限和上限。本发明的设置充电桩的方法根据待设置区域的车流量信息获取需要设置的充电桩的数量，使设置的充电桩数量更贴近使用情况，然后又通过监控设置的充电桩的使用频率，控制充电桩的开启与关闭，从而实现了对充电桩数量实时调整。附图说明图1是本发明设置充电桩的方法的第一种实施例的流程示意图；图2是本发明设置充电桩的方法的确定慢速充电桩、常规充电桩数量方法的一种实施例的流程示意图；图3是本发明设置充电桩的装置的确定快速充电桩数量的方法的一种实施例的示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明进行详细说明。参见图1，该图是本发明设置充电桩的方法的一种实施例的流程示意图，包括如下流程：步骤S11，根据预设的充电桩类型与设置区域的对应关系，确定与所述待设置区域对应的充电桩的类型；具体实现时，预设的充电桩的类型与设置区域的对应关系如下表1所示；表1中国电动汽车不同充电模式分类可知一般在家庭、办公等区域可以设置慢充充电桩，商场、公共停车场等区域可以设置常规充电桩，充电站、高速公路服务区等，可以设置快充充电桩；步骤S12，获取该待设置区域的车流量信息；步骤S13，根据所述车流量信息确定所述待设置区域的电动汽车的充电需求，并根据所述充电需求确定待设置区域的充电桩数量；步骤S14，监控所述设置的充电桩的使用频率，并根据所述充电桩的使用频率控制所述充电桩的开启与关闭。本发明实施例根据待设置区域的车流量信息获取需要设置的充电桩的数量，使设置的充电桩数量更贴近使用情况，然后又通过监控设置的充电桩的使用频率，控制充电桩的开启与关闭，从而实现了对充电桩数量实时调整。上述步骤s14的步骤具体实现的时候，可以采用物联网或摄像设备，对充电桩的使用频率，当采用物联网技术的时候可以通过无线收发装置传输信息，从而实现了充电桩使用频率的统计，同时在充电桩的内部设置有控制器，该控制器能够收发信号的同时又能够控制充电桩的开启与关闭，从而实现了对充电桩的控制，最终达到对正在使用的充电桩数量的调整。参见图2，该图是本发明设置充电桩的方法的第一种实施例中的步骤S12的具体实现的流程示意图，若待设置区域需设置慢速和常规充电桩时，S12步骤具体包括：步骤S21，根据所述获取的车流量信息，确定机动车的保有量、电动汽车在所述待设置区域的占比以及电动汽车的渗透比率；步骤S22，根据待设置区域当前机动车的保有量、电动汽车在该区域的占比以及电动汽车的渗透率，确定电动汽车的数量；具体实现时，可以采用的算法为：其中，为第t年该地区总的机动车保有量，ρa，t为第t年a型电动汽车在该地区的占比；为第t年a型电动汽车渗透率；步骤S23，根据所述确定的电动汽车的数量，确定电动汽车的充电需求总量，具体的算法为：其中，Ma为电动汽车类型，Ba为蓄电池容量，Sa为平均里程；步骤S24，根据所述确定的电动汽车的充电需求总量，确定充电桩的数量，具体的算法为：其中，充电需求Ql，t、充电功率Pl、日平均充电时间Tlday以及充电桩空置率γl。具体实现的时候，可以按照表2所示的各种电动汽车所需要的慢速充电桩和常规充电桩所占的比例进行分配，通常认为充电桩型号的分配比例和电动汽车充电需求比例相同，从而分别确定了慢速充电桩和常规充电桩的数量。表2不同类型电动汽车各种充电需求占比下面对快速充电桩的位置和数量的确定方法进行具体说明，参见图3所示，该图是本发明设置充电桩的方法中确定快速充电桩数量和位置的一种实施例的流程示意图，该流程包括：步骤S31，确定快速充电站的候选位置；具体实现时，首先对待设置区域进行道路提取，将主干道和次干道提取出来，实现的方法，可以采用专用的道路提取软件进行提取，例如CAD等，在此不进行赘述；然后，根据提取的主干道和次干道，确定电动汽车的快速充电需求，具体的算法为：QU，t，i∝di·vi其中，QU，t，i为t时刻第i条道路上的电动汽车快速充电需求，di为第i条道路的长度；vi表示第i条道路上的交通流量；道路上电动汽车快速充电需求与道路长度与交通流量的乘积成正比；最后，根据所述电动汽车的快速充电需求，确定快速充电站的候选位置，本发明实施例通过确定快速充电站的位置，从而来确定快速充电桩的数量和位置，因为快速充电桩是设置在充电站内部的，每一个快速充电站设置多少个充电接口，就对应多少个快速充电桩，从而就确定了充电桩的数量。步骤S32，根据快速充电站的候选位置，以及快速充电站的综合投资成本最小值，确定快速充电桩的数量和位置；该综合投资成本包括建设投资成本和运营成本的最小值；则与该综合投资成本对应的函数为：minC(Nch，Ys，XD)＝cinv(Nch，Ys)+coper(Nch，Ys，XD)其中，cinv(Nch，Ys)为充电站建设投资成本，包括固定成本及与规模相关的可变成本；coper(Nch，Ys，XD)为充电站运营成本，包括人力成本、电量购买成本以及用户使用充电设施的成本。与快速充电站建设投资成本和运营成本对应的函数分别为：cinv(Nch,Ys)=Σi=1ncδ(yiscis+nichcch+nichctP0ch)]]>coper(Nch,Ys,XD)=365(Σi=1ncΣj=1nDcDxijdijDj+Σi=1nccpnichP0ch)]]>其中，cinv(Nch，Ys)为充电站建设投资成本，为充电站运营成本，nc表示候选充电站总数；为表示第i个充电站是否建设的0-1变量，若第i个充电站建设取值为1，反之为0；为充电站i建设的固定成本；表示第i个充电站中充电接口的数量；cch为单个充电接口的成本；ct表示单位功率的变换成本；表示单个充电接口的功率；nD表示划分的区域总数；cD表示单位行驶距离下单位充电需求所对应的充电成本；xij为表示j区域的充电需求是否被i充电站所满足，若是，则xij取值为1，反之取值为0；dij表示从区域j至充电站i最短路径所需的行驶距离；Dj表示j区域的充电需求；cp为充电站单位容量的运营成本。具体实现时，若充电转的候选位置为100个，则yis=[y1s,y2s,y3s,...,y100s]]]>nich=[n1ch,n2ch,n3ch,...,n100ch]]]>在目标函数表述中，以及是抽象表述，表示一个向量，每个向量包括100个优化变量。对应第1个充电站是否建设，对应第一个充电站建设的充电接口数量，依次类推，在此不进行赘述。需要说明的，上诉优化变量的取值范围由约束条件来限定，设置相应的约束条件。另外，优化变量中的某些变量之间存在逻辑关系，也由约束条件来闲置。比如，假设第1个候选位置不建设充电站，则对应的，第一个候选位置的充电桩建设数量也必然为0，即若第一个候选位置建设充电站，则对应的第一个候选位置的充电桩建设数量必不为0，即下面对上述函数的约束条件进行说明：(a).充电需求约束条件、充电站数量约束条件、充电站容量约束条件、以及逻辑约束条件；其中充电需求约束条件，即每个充电站的容量应该大于辖区范围内的充电需求，具体的算法为：其中，表示充电中充电接口的日可用时间；γf表示充电站中充电接口的空置率；(b).充电站数量约束。规划的充电站总数过小会使得充电站规模过大，城市中显然难以建设规模很大的充电站；规划的充电站总数过多会使得充电站规模小且密集分布，也会影响到城市建设的总体布局，因此有必要对规划的充电站总数予以约束：Nmins≤Σi=1ncyis≤Nmaxs]]>其中，分别表示充电站总数的下限和上限。(c).充电站容量约束。受制于电力管线或输电成本等因素，通常每个充电站的容量也需加以约束，此处把充电站中充电接口的数量加以约束：Nminch≤nich≤Nmaxch]]>(d).逻辑约束。显然，充电站中充电接口数量与表示充电站是否建造的二元变量之间存在逻辑上的约束：当时，表示第i个充电站建有个充电接口；当时，表示第i个充电站不建造。因此可以构建如下的逻辑约束：nich-M·yis≤0yis-nich≤0]]>其中，M为一个足够大的实数。另外，和xij均为0-1变量，为非负整数，因此可以写出：且相应的充电需求Dj必须在某一充电站内予以满足，故有：Σi=1ncxij=1]]>本发明实施例，通过获得年综合投资成本的最小值，来确定快速充电桩的数量，节约了成本；另外，采用上述四个约束条件，约束快速充电桩的设置数量，从而使快速充电桩的设置在满足实际需求的同时，减少了经济成本，从而降低了设置快速充电桩的成本。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3