考虑多需求的电动汽车充换电站选址最优决策及运营模式研究

摘要

目前，国内外针对电动汽车充电站规划进行了许多研究，但是研究大多集中在从电力企业的利益角度出发，没有足够全面考虑多个方面的充电需求和影响电动汽车充电的各类社会因素。
　　本文首先针对电动汽车充电站的规划，从政府、供电企业和充电用户的利益角度，结合三方面的不同需求对电动汽车充电站规划的影响，建立充电站规划评价体系。体系将影响充电站规划的条件总结为运行经济性、运行安全性、顾客需求满足性、用户便利性和空间约束五个方面，共计十一个影响指标，并对体系中的所有影响因素进行分析描述。随后针对该评价体系，提出了一种集成德尔菲法、层次分析法以及灰色评价的改进的选址评估方法。这种方法通过考虑到充电站规划为多个充电站选址组合共同对电网影响的问题，对单个电站选址的评估打分进行加权修改，而得到对充电站选址方案（充电站选址组合方案）的评价方法，并利用算例验证方法的有效性。
　　然后针对电动汽车换电站的规划，利用充电需求小区法将电力网络和交通网络统一在一起进行考虑。把换电站的规划转变为上层集中型充电站和下层电池配送站相结合的规划，并通过加权因子体现集中型充电站选址对电池配送站选址的经济性影响。最终分别利用本文的充电站规划评价体系方法和贪婪算法分别对两类站址进行规划选择;并通过算例验证，该方法适用于电动汽车换电站的规划。
　　最后，对电动汽车充换电模式进行分析。从主导运营模式分为:政府主导模式、企业主导模式和用户主导模式;从充电运营模式分为:整车直充模式和换电模式。并对不同充电模式的经济性进行比较分析，建立了一个考虑充换电对电网影响成本的经济性比较函数模型，来判断充电模式和换电模式的选择的经济性问题。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究的现状

1．3 本文主要的研究内容和工作

2 考虑多需求的电动汽车充电站规划评价体系

2．1 电动汽车接入对电网的影响

2．1．1 电动汽车接入对发电和输电网的影响

2．1．2 电动汽车接入对配电网的影响

2．2 指标体系结构

2．3 运行经济性

2．3．1 指标1：初始建设成本

2．3．2 指标2：年运行成本

2．3．3 指标3：年经济效益

2．3．4 指标4：配电网系统网损

2．4 运行安全性

2．4．1 指标5：可靠性

2．4．2 指标6：电能质量

2．5 需求满足性

2．5．1 指标7：捕获顾客流量

2．6 用户便利性

2．6．1 指标8：用户充电总时间成本

2．6．2 指标9：用户充电总交通成本(耗电成本)

2．7 空间约束

2．7．1 指标10：站址选择合理性

2．7．2 指标11充电站座数和容量限制

2．8 小结

3 改进的电动汽车充电站规划选址的评价方法

3．1 评价方法综述

3．2 评价指标体系构建原则和方法

3．2．1 构建原则

3．2．2 构建方法

3．3 改进的电动汽车充电站规划评价流程

3．3．1 实施流程

3．3．2 评价指标设置

3．3．3 规划评价

3．4 某电动汽车充电站规划方案最优评价算例

3．5 小结

4 考虑多需求的电动汽车换电站选址规划方法

4．1 电动汽车换电站的规划原理

4．2 交通-电力两层网络统一方法

4．2．1 充电需求小区法

4．2．2 交通网络和电力网络的统一等效方法

4．3 电动汽车换电站的规划流程

4．3．1 集中型充电站规划方法

4．3．2 电池换送站规划方法

4．4 换电站规划方案计算算例

4．4．1 算例数据

4．4．2 计算过程

4．5 小结

5 电动汽车充电站和换电站运营模式的比较

5．1 电动汽车运营主导模式分析

5．1．1 政府主导模式

5．1．2 企业主导模式

5．1．3 电动汽车用户主导模式

5．1．4 我国电动汽车充电主导模式分析

5．2 充换电站运营模式

5．2．1 整车充电服务模式

5．2．2 换电服务模式

5．2．3 电动汽车充换电模式选择模型

5．3 电动汽车运营模式的发展规划

5．3．1 充电服务辅助运营网络

5．3．2 运营模式发展方向

5．4 小结

6 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表和录用的学术论文