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申请/专利权人：华北电力大学;南京德睿能源研究院有限公司

摘要：本发明公开了考虑充电换电双模态下的车队与补能系统的联合调度方法，涉及车辆调度补能领域。包括调度MoD车队的车辆进行补能；同时调度空闲车辆前往客户流动区域进完成多个乘客出行订单；使用有向图对多个车辆的道路网络进行建模；将有向图扩展为三维增广图；每个节点均包括：车辆所在地点节点，时间和电池电量等级；弧集合包括连接路径、充电过程以及换电过程；基于车队的车辆的MoD运行成本，车队完成乘客出行订单的收益，以及车队未完成订单的惩罚，构建最小化车队运营成本的函数表达式；利用车队运营成本、充电站运营成本和换电站运营成本优化MoD车队、充电站和换电站的联合调度成本；实现了对电力交通耦合网络进行建模。

主权项：1.考虑充电换电双模态下的车队与补能系统的联合调度方法，其特征在于，包括：调度MoD车队的充电车辆或换电车辆前往不同充电站通过充电进行补能，或前往不同换电站通过交换电池进行补能；同时调度空闲的各充电车辆或换电车辆前往客户流动区域进行再平衡，以供各再平衡充电车辆或再平衡换电车辆完成多个乘客出行订单；使用有向图对多个车辆的道路网络进行建模；其中，有向图的节点集合包括道路网络、充电站和换电站三种地点；有向图的弧集合包括任意两个相邻节点的连接路径；将有向图扩展为三维增广图；其中，三维增广图的每个节点均包括：车辆所在地点节点，时间和电池电量等级；三维增广图的弧集合包括所述连接路径、充电过程以及换电过程；基于MoD车队的所有车辆的MoD运行成本，所有车辆完成所述乘客出行订单的收益，以及所有车辆未完成所述乘客出行订单的惩罚，构建最小化车队运营成本的函数表达式；所述MoD运行成本包括路程成本、时间成本和费用成本；最小化车队运营成本的函数表达式，表示为： ；式中，表示所有车辆进行再平衡的路程成本；表示所有车辆进行再平衡的时间成本；表示所有车辆进行充电补能的费用；表示所有车辆进行换电补能的费用；表示所有车辆完成所述乘客出行订单的收益；表示所有车辆未完成乘客出行订单的惩罚；利用最小化车队运营成本、最小化充电站运营成本和最小化换电站运营成本优化MoD车队、充电站和换电站的联合调度成本；所有车辆进行再平衡的路程成本，通过如下公式得到： ；式中，表示离散的车辆的电池电量等级；表示弧为所述连接路径；表示车辆的电池类型；表示从当前节点到下一节点的电池类型的充电再平衡车辆的数量；表示从当前节点到下一节点的电池类型的换电再平衡车辆的数量；表示从当前节点车辆所在地点节点到下一节点车辆所在地点节点的距离；表示单位路程成本；所有车辆进行再平衡的时间成本，通过如下公式得到： ；式中，表示从地点节点到下一地点节点需要花费的时间；表示单位时间成本；计算所有车辆进行补能的费用，包括：所有车辆进行充电补能的费用，通过如下公式进行计算： ；式中，表示离散的时间步；表示弧为所述充电过程；表示从当前节点到下一节点的电池类型的进行充电补能的充电车辆的数量，其中满足，；表示从当前节点到下一节点的电池类型的进行充电补能的换电车辆的数量；表示充电站的充电速率；表示单位电池电量等级所包含的单位能量；表示所述单位能量的充电费用；所有车辆进行换电补能的费用，通过如下公式计算： ；式中，表示弧为所述换电过程；表示电池类型的满电电池电量等级；表示处于当前节点的电池类型的进行换电补能的换电车辆的数量；表示所述单位能量的换电费用；所述乘客出行订单利用元组表示；式中，表示的起始地点节点；表示的目的地点节点；表示的预约出行时间，表示的数量；所述所有车辆完成所述乘客出行订单的收益，通过如下公式得到： ；式中，表示所有车辆完成所述乘客出行订单的收益；表示离散的车辆的电池电量等级；表示电池类型的换电车辆，以电池电量等级接收所述乘客出行订单的数量；表示电池类型的充电车辆，以电池电量等级接收所述乘客出行订单的数量；表示接收单个所述乘客出行订单获得的收益；所述所有车辆未完成所述乘客出行订单的惩罚，通过如下公式得到： ；式中，表示所有车辆未完成乘客出行订单的惩罚；表示惩罚系数；表示电池类型的换电车辆，以电池电量等级接收所述乘客出行订单的数量；表示电池类型的充电车辆，以电池电量等级接收所述乘客出行订单的数量；所述利用最小化车队运营成本、最小化充电站运营成本和最小化换电站运营成本优化MoD车队、充电站和换电站的联合调度成本，包括：所述最小化充电站运营成本表示为： ；式中，表示充电站运营成本；表示充电站调度成本；表示所有车辆进行充电补能的费用；其中，所述充电站调度成本表示为： ；式中，表示离散的时间步；表示弧为所述充电过程；表示从当前节点到下一节点的电池类型的进行充电补能的充电车辆的数量，其中满足，；表示从当前节点到下一节点的电池类型的进行充电补能的换电车辆的数量，其中满足，；表示充电站的充电速率；表示单位电池电量等级所包含的单位能量；表示时段的电价；所述最小化换电站运营成本表示为： ；式中，表示最小化换电站运营成本；表示换电站电池充电调度成本；表示所有换电车辆进行换电补能的费用；其中，所述换电站电池充电调度成本表示为： ；其中，；式中，表示处于当前节点的装载电池类型的电池至换电站内电池充电桩进行充电的数量；表示电池类型的满电电池电量等级；表示时段的电价；表示从电池电量等级充满电所需要的时间；通过如下公式，得到优化后的所述MoD车队、充电站和换电站的联合调度成本： ；其中，表示联合调度成本；表示所述MoD运行成本；表示所述充电站运营成本；表示所述换电站运营成本。

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