水电之家讯：考虑不同类型充电需求的城市内电动汽车充电设施综合规划：贾龙，胡泽春，宋永华
研究背景
电动汽车因在防治大气污染、促进节能减排、加快化石能源替代等方面具有显著优势，近年来得到各国政府的大力推广。2015年全球电动汽车销量创下54.9万辆的新高，相比于2014年增长72.8%。要实现电动汽车的普及和迅速发展，必须有配套的充电设施为之提供能量补给服务。电动汽车充电设施作为一种特殊的城市基础设施，其发展建设与电动汽车的发展相辅相成，是发展电动汽车产业的重要前提和基本保障。加快建成适度超前的电动汽车充电基础设施，从而更好地推进电动汽车产业发展，已经得到我国政府的高度重视。2015年9月和11月，国务院办公厅和国家发改委分别发布了《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》（以下简称《指导意见》）和《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020年）》。《指导意见》指出，要“大力推进充电基础设施建设、完善充电基础设施和标准规范并拓展多元融资渠道”，“新建住宅配套停车位应100%建设或预留安装条件，大型公共建筑物配建及社会公共停车场充电设施的车位比例不低于10%，每2000辆电动车至少配建一座公共充电站”等等。国家发改委公布的数据显示，截止到2014年底，全国共建成780座充换电站，3.1万个交直流充电桩。不同于传统负荷，电动汽车充电负荷具有时空分布的双重不确定性，规划充电设施以满足充电需求不仅需要考虑用户的充电行为，还要考虑道路交通状况和驾驶习惯。由于受到目前电池容量和续航里程的限制，电动汽车在城市内部的行驶是主要的应用场景。因此，在城市内对电动汽车充电设施进行合理规划具有迫切的需求和重要的现实意义。
主要创新点
本文基于电动汽车保有量和行驶统计数据得到电动汽车的总充电需求，根据电动汽车用户的充电行为将充电需求分类，对应由不同的充电设施满足；本文抽象出待规划区域道路网的结构并确定道路网中充电需求的分布，考虑不同充电设施间的相互影响，基于改进的P中心定位模型建立了一个以综合成本最小为目标的整数线性规划模型，优化得到各类充电设施的规划方案；本文所提出的规划方法具有两个特点，一是在规划区域内同时对多类充电设施进行综合规划，二是着重考虑了不同充电设施间的相互影响，重点分析私人充电桩对其他充电设施的影响。
解决的问题和意义
本文针对电动汽车在城市内的运行场景，提出了基于充电需求类型划分的城市内充电设施综合规划方法。基于电动汽车保有量和行驶统计数据预测电动汽车的总充电需求；根据电动汽车用户的充电行为将充电需求分为多种类型，对应由不同的充电设施满足；抽象出待规划城市区域的路网结构，确定路网中充电需求的空间分布；考虑不同充电设施间的相互影响，基于改进的P中心定位模型建立了一个以总投资成本、运维成本、购电成本和充电站用户成本最小为目标的整数线性规划模型，优化得到各类充电设施的规划方案。本文工作将为我国城市内电动汽车充电设施的综合规划提供参考。
后续研究内容
在电动汽车的实际运行情况中，路网中的车流量是动态行驶的过程，电动汽车选择在何处充电不仅与充电站划分的范围有关，还与车辆行驶路径、目的地、充电偏好和道路拥堵情况等因素有关，后续将对此内容开展进一步研究。
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