天津大学葛少云等：基于动态交通仿真的高速公路电动汽车充电站规划
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葛少云 朱林伟 刘洪 李腾 刘畅
DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170608
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导语
针对现有高速路网电动汽车充电站规划研究中无法计及路网中车辆出行需求时空动态变化的问题，论文提出了基于路段传播模型LTM的高速公路动态交通仿真方法，在此基础上建立了电动汽车充电站多目标规划模型，并提出了基于多目标粒子群算法和VIKOR理论的求解方法。
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研究背景所
高速路网采用全封闭、全立交、严格控制出入的运营模式，保证电动汽车在城市间行驶途中快速电量补给具有重要意义。现有高速路网电动汽车充电站规划方面的研究均以静态车流分析为基础，不仅无法模拟电动汽车在路网中的行驶特性，更无法考虑交通流量的动态变化和多起始点/终止点（Origin/Destination，简称OD）之间的耦合影响。
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论文方法及创新点
1）引入交通领域能计及复杂路网环境的路段传输模型（Link Transmission Model，简称LTM），提出了高速路网累计车辆数目（Cumulative Vehicle Number，简称CVN）和车流密度的详细模拟方法，实现了高速路网中汽车的动态交通仿真。
图1 典型时刻的高速公路车流量分布
2）在该仿真结果的基础上，提出了基于M/M/S排队论模型的充电等待时间计算方法。
3）构建了均衡考虑充电站建设者和电动汽车用户双方利益的高速公路充电站多目标规划模型，利用多目标粒子群算法求解该问题的Pareto前沿，并通过VIKOR方法对非劣解进行排序。
图2 充电站规划方案的Pareto前沿和理想解
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1）论文可以准确考虑不同OD对之间的动态出行需求和典型交通流量特性对充电站电动汽车排队过程的时空影响。
2）论文可以考虑充电站建设者的偏好对非劣解进行排序从而选择出最优充电站规划方案，可同时兼顾充电站建设投资成本和电动汽车的充电服务便捷性。
葛少云, 朱林伟, 刘洪, 李腾, 刘畅. 基于动态交通仿真的高速公路电动汽车充电站规划[J]. 电工技术学报, 2018, 33(13): 2991-3001. Ge Shaoyun, Zhu Linwei, Liu Hong, Li Teng, Liu Chang. Optimal Deployment of Electric Vehicle Charging Stations on the Highway Based on Dynamic Traffic Simulation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(13): 2991-3001.
作 者 简 介
葛少云
天津大学教授，博士生导师，研究方向为城市电网规划、配电系统自动化和智能电网等。中国电机工程学会名词术语工作委员会委员，中国电机工程学会青年和教育工作委员会委员，中国电机工程学会城市供电专业委员会委员，全国电力系统管理及其信息交换标委会配网工作组成员，曾获国家科技进步二等奖2项。
刘 洪
天津大学副教授，博士生导师，研究方向为智能电网及综合能源系统的规划与运行等。主持国家自然科学基金3项、国家重点研发计划课题1项、国家863计划子课题1项、国建能源局课题1项，曾获国家科技进步二等奖2项。