(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111560101.0 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 上海电机学院 地址 200240 上海市闵行区江川路690号 (72)发明人 程俊超　徐金迪　徐婧　姚冲城　 马妍　陈文韬　宋蓓蓓　董冉　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 代理人 孟旭彤 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 111/06(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种电动汽车充电站选 址定容方法 (57)摘要 本发明提出一种电动汽车充电站选址定容 方法， 包括： 分析并处理各道路节点初始车流量， 利用流量修正系数得出各交通节点的车流量信 息得到充电需求量， 根据规划区区域划分生成城 市道路CAD图； 计算各个节点到备选充电站的距 离， 以充电站的最大服务能力、 最小服务能力及 充电需求估算最大建站数和最小建站数； 根据确 定充电站数量范围、 服务范围和充电站等级， 根 据备选站站址随机选择充电站； 以建设成本、 运 维成本、 网损费用与路程损耗 成本的和为总目标 函数， 以电动汽车充电需求、 充电桩数量、 容量、 规划区域功率作为约束条件， 构建充电站选址定 容模型； 结合每一个交通节点的车流量与充电需 求量， 采用改进的鲸鱼优化算法对充电站选址定 容模型进行求 解。 权利要求书3页 说明书8页 附图5页 CN 114297809 A 2022.04.08 CN 114297809 A 1.一种电动汽车充电站选 址定容方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 分析并处理各道路节点初始车流量， 利用流量修正系数得出各交通节点的车流量 信息得到充电需求 量， 根据规划区 区域划分生成城市道路CAD图； S2： 通过计算得到各个节点到备选充电站的距离， 以充电站的最大服务能力、 最小服务 能力以及充电需求进而估算最大建站数和最小建站数； 在设置的规划区， 即居民区、 商业 区、 工业区内根据确定充电站数量范围、 服务范围和充电站 等级， 根据备选站站址随机选择 充电站， 并随机 选择其等级； S3： 以建设成本、 运维成本、 网损费用 与路程损耗成本的和为总目标函数， 以电动汽车 充电需求、 充电桩数量、 容 量、 规划区域功率作为约束条件， 从而构建充电站选 址定容模型； S4： 结合每一个交通节点的车流量与充电需求量， 采用改进的鲸鱼优化算法对充电站 选址定容模型进行求 解， 以得到最佳的选 址定容方案 。 2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站选 址定容方法， 其特 征在于： 步骤S1中， 通过交通节点车流量乘以流量修正系数得到交通节点的充电需求量， 并根 据区域划分与候选站址坐标生成城市道路CAD图。 3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站选 址定容方法， 其特 征在于： 步骤S3中， 目标函数 具体为： min F＝F1+F2+F3+F4 式中： F表示充电站建站运行至目标年份的总成本； F1表示折算至规划年限的目标年电 动汽车充电站固定建设成本， 其中包括土地成本、 新建充电桩成本、 变压器成本及其他建设 成本； F2表示电动汽车充电站年运行维护成本； F3表示充电站年网损费用； F4表示电动汽车 去往充电站的路程损耗成本； 其中： 式中： Si表示第i个待选充电站的面积； fland,i表示第i个待选充电站面积的土地单价， 本 文假设规划区域分为居民区fland,1、 商业区fland,2和工业区fland,3； N表示充电站内充电桩的 数目； fc表示充电站内单个充电桩单价； Ci表示充电站基础设施费用与其他成本； xi＝{0, 1}， 即在待选点I处建立充电站， 则取值1， 未在 待选点I处建立充电站， 则反之； λ表 示年运行 维护成本转换因子， r0为折旧率； tk为规划年限； 式中： 该项成本表示了充电站的日常维护、 设备损耗、 员工投入维护及工资等成本； 运 用折算系数， 将运行维护成本折 算至初期投资考虑； θ表示上述的折 算系数；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114297809 A 2式中： L表示单位电价； Td表示充电站每天平均有效工作时间； fL和fw分别表示充电桩线 路及其自身损耗 折算至单台充电桩的折 算系数； 式中： B表示电动汽车行驶单位公里的耗电量； dim表示电动汽车从充电需求点m到充电 站的实际距离； yim表示电动汽车是否充电的决策变量， yim∈{0,1}， 当yim为1时表示去， 为0 则反之； nm表示在典型 日充电需求点m有充电需求的电动汽车数量； Ii表示待选站集合， I＝ {i|i＝1,2,…,m}； M表示充电需求 点的集合{m|m＝1,2,3 …,j}； 约束条件具体为： 电动汽车需求 点单一到站约束： 该约束条件表明用户a一次只能 由一个充电站I服务， 解决其充电需求， 其中Zia＝{0,1} 为二进制变量， 如果用户a在待选点 I接受充电服 务， 则取1； 规划区域功率约束： 此约束条件表示充电站总功率应满足其服务范围内的充电需求。 式中： Pbc,i为第i个充 电站的最大功率； Pps表示为整个规划区域内变电站总功率； 充电站的充电桩数量限制约束： 此约束条件表示充电站 的充电桩数量 限制， 充电站I的总功率需满足其服务范围内的 充电需求， 每 个充电站至少有一个充电桩， 没有选作充电站的待选点没有 充电桩； 充电站的充电桩数量限制约束： nmZiaPia≤TdN 式中， Pia表示电动汽车最大同时充电的概率， 不同规划区域充电同时率不同， 居民区充 电同时率 为P1a， 商业区为P2a， 工业区为P3a。 4.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电站选址定容方法， 其特征在于， 步骤S4具体 包括： S41： 根据随机选择充电站及其等级， 通过基于Floyd的Voronoi图思想与约束条件， 筛 选出满足两者条件的充电站； S42： 结合目标函数以及满足约束条件的充电站及对应的充电站等级， 采用改进的鲸鱼 优化算法计算得到充电站全社会成本最优值； S43： 根据充电站全社会成本最优值， 输出其对应的充电站所在候选站址位置及其对应权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114297809 A 3