南京大学李敏获国家专利权
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龙图腾网获悉南京大学申请的专利一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118095736B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410240512.9,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统是由李敏;朱丹丹;章奭雨设计研发完成,并于2024-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统,所述方法包括:考虑续航不确定性设置电动汽车最小电池容量,结合电动汽车最大电池容量并考虑允许偏离最短路径,扩展原始的城际交通网络图,并确定电动汽车的充电策略为充电至足够行驶到下一充电站的电量即可;将充电站的排队模型构建为多服务台排队模型;基于扩展的城际交通网络图,在续航不确定下,从城际出行角度出发结合排队模型和充电策略建立关注成本因素的选址模型,以最小化电动汽车在途充电量、充电站的总固定成本和充电桩的可变成本以及电动汽车在充电站的排队等待时间成本为目标;利用模拟退火算法求解选址模型。本发明选址方式贴合实际,实用性强。
本发明授权一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统在权利要求书中公布了:1.一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法,其特征在于,包括以下步骤:考虑续航不确定性设置电动汽车最小电池容量rmin,结合电动汽车最大电池容量rmax并考虑允许偏离最短路径,扩展原始的城际交通网络图,并确定电动汽车的充电策略为充电至足够行驶到下一充电站的电量即停止充电;将充电站的排队模型构建为多服务台排队模型MMC模型;基于扩展的城际交通网络图,在续航不确定下,从城际出行角度出发结合排队模型和充电策略建立关注成本因素的选址模型,所述选址模型以最小化电动汽车在途充电量、充电站的总固定成本和充电桩的可变成本以及电动汽车在充电站的排队等待时间成本为目标;利用模拟退火算法在给定约束条件下求解选址模型,确定要建立充电站的节点位置以及每个充电站安装的充电桩数目;其中,扩展原始的城际交通网络图的方法如下:对于原始交通网络G0=N0,A0,即有|N0|个节点和|A0|个弧段,其中有|K|个OD对,Ok和Dk分别表示第k∈K个OD对的起点和终点,首先添加虚拟节点和分别与Ok和Dk之间连接着零距离的虚拟弧段,然后当任意两个节点之间的最短路径距离不超过rmax-rmin所对应的距离长度时,在这两个节点之间添加扩展的弧段,弧段长度即为这两个节点之间的最短距离;排队模型的构建方法如下:假设电动汽车到达充电站服从参数为λ的泊松分布,电动汽车充电服务遵循先到先服务的原则,充电站的排队则为等待制,电动汽车充电所花费的时间服从参数为μ的负指数分布;假设到达的充电汽车数为m,当m≤n时,充电站内有m个充电桩被占用,剩余n-m个充电桩空闲;当mn时,此时充电站内的需要充电的电动汽车数量超过了充电桩的数量,充电站内所有的充电桩已被占用,只能允许n个电动汽车进行充电,剩余m-n个正在排队等待,结合MMC排队理论,当排队系统处于平衡状态下的方程为: 式中,Pm表示排队系统中有m个电动汽车用户接受充电服务的概率,由正则性条件得到排队系统中无电动汽车用户接受充电服务的概率排队模型的各项指标通过排队论理论来计算,包括:充电站的服务强度:充电站的利用率:充电站的平均排队长:充电站的平均队长:充电站的平均等待时间:充电站的平均逗留时间:选址模型的目标函数形式如下: 模型遵循如下约束: ∑i:i,j∈Axijk≤yi,j∈No,k∈K2 λi=∑k∈Kdkxijk,i,j∈A,k∈K6μi=yi·μ,i,j∈A,k∈K7 tk≥0,k∈K9ri≥0,i∈{Ok∪Dk},k∈K10xijk∈{0,1},i,j∈A,k∈K11yi∈{0,1},i∈No12其中,N表示扩展后交通网络中的节点集合;A表示扩展后交通网络中的路段arci,j的集合,arci,j∈A,i∈N,j∈N;No表示原始交通网络中的节点集合;lij表示路段arci,j的长度;k表示OD对k,k∈K;Ok表示OD对k的起点;Dk表示OD对k的终点;dk表示OD对k的交通流量;fi表示单个充电站的固定费用;fh表示单个充电桩的费用;μ表示单个充电桩的服务速率;λi表示节点i处的顾客达到率;η1表示权重系数;η2表示充电时间计算系数;θ表示时间价值系数;表示节点i处的排队时间;R表示电动汽车宣称续航里程;rmin表示电动汽车行程中最低电量,在[0,1]之间,即满续航的百分比;yi为0-1变量,表示在i节点处是否建立充电站,是则为1,否则为0;xijk为0-1变量,表示OD对k的路径是否经过路段arci,j,是则为1,否则为0;tk表示OD对k之间的车辆完成出行所需要充入的电量;ri表示起点和终点处的电量,i∈Uk∈K{Ok,Dk};ni表示在i节点处建立的充电桩数量。
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