CN107392360A - 一种电动公交车充电站的规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动公交车充电站的规划方法，包括以下步骤：确定电动公交车行驶规律和行驶参数；确定电动公交车数量与其耗电特性、电池参数；计算电动公交车年需充电量；建立电动公交车充电模型、计算单座电动公交车充电站的年最大可充电量并根据电量匹配原则确定充电设施数量；按重要程度对地区公交车首站场进行排序；根据地区电动公交车充电站的发展数量需求及对公交首末站场排序的结果逐步完成公交车充电站的规划与建设。

Description

一种电动公交车充电站的规划方法
技术领域
本发明涉及一种规划方法，更具体地，涉及一种电动公交车充电站的规划方法。
背景技术
随着全球经济的快速增长，化石能源短缺问题逐渐显现；工业革命之后，工农业迅速发展和城市化带来气候变暖、臭氧层破坏、大气污染等环境问题，人们转而寻找可以替代化石能源的清洁能源；近年来，国内多地区雾霾天气频现，威胁到人们的身体健康，汽车尾气造成的污染日益突出，己经成为我们不可忽视和亟待解决的问题。面对能源和环境问题的双重压力，电动汽车以其良好的节能、环保特性，成为各国大力支持和发展以走出困境的途径之一。
充电基础设施是指为电动汽车提供电能补给的各类充电基础设施，是新型的城市基础设施。加快充电基础设施建设，为用户提供便捷的充电服务，有利于加快推动电动汽车这一战略性新兴产业的发展，实现节能减排和低碳交通，改善居民生活环境，是国家的重要战略决策部署。为了实现经济、社会的可持续发展，构建清洁、可靠、安全、稳定的能源供应体系，大力推广节能环保的电动汽车普及化符合社会发展的实际需求。公交车充电站是指专门为电动公交车服务的充电基础设施。
现有的专利和文献主要是考虑电动汽车充电基础设施的建设方法或规划方法，如专利CN102880921A中基于Voronoi图进行充电负荷分配，并以充电站选址可影响的投资和费用最优为目标进行充电站的建设。而对于公交车充电站的规划建设尚没有详细的方法，并且没有考虑到公交站点对规划的影响问题。
发明内容
本发明的目的是克服现在充电基础设施规划方法中没有考虑电动公交车充电设施的规划方法的问题，提出一种用于电动公交车充电站规划的方法。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：根据电动公交车线路与运行特性，采用电动公交车充电模型，计算电动公交车充电量的需求，结合电动公交车充电站所能容纳的充电桩数量、充电能力，计算对电动公交车充电站的总需求，再根据当地公交车路线的分布情况与公交车站场的实际条件，按需求优先的原则，规划电动公交车充电站的设置地点与单站充电桩数。
上述方案中，具体的步骤如下：
S1：根据电动公交车线路与行驶规律确定电动公交车的行驶参数，所述行驶参数包括：每天起始运行时间、公交首末站点间的行驶距离、中途停靠次数、日行驶里程；
S2：确定电动公交车的预测发展数量与电动公交车参数，所述电动公交车参数包括：电动公交车的耗电特性Pbus和电池参数；
S3：根据电动公交车的行驶参数和耗电特性Pbus计算电动公交车年需充电量Wsum，包括以下步骤：
S3.1：统计抽取多台电动公交车的行驶规律数据，计算每台电动公交车的日常平均运营时间T（小时）；
S3.2：根据电动公交车的日常运行行为，扣除电动公交车在首末站点的休息时间、停站等候时间Twait（小时），计算电动公交车日均行驶时间Trun=T-Twait（小时）；
S3.3：统计多台电动公交车的平均行驶时速V，计算电动公交车年均行驶距离S=Trun×V×365（千米）；
S3.4：根据电动公交车的耗电特性Pbus（千瓦时/千米），计算单台电动公交车年均耗电量Wyear=S×Pbus（千瓦时）；
S3.5：根据电动公交车的发展数量预测N（辆），计算地区电动公交车的年均耗电总量，即年需充电量Wsum=N×Wyear（千瓦时）；
S4：建立电动公交车充电站模型，计算单座电动公交车充电站的年最大可充电量，并根据电量匹配原则，确定充电设施的数量，包括以下步骤：
S4.1：根据充电设施的参数特性，扣除必要的设备维护保养天数，计算单个充电桩的年可利用日数Duse=365-Dmaintain（天）；
S4.2：统计充电站每天的平均营业时间Tbusiness，基于充电排队模型统计得出电动公交车日均充电等待时间Tcharge_wait，计算充电桩日均可利用充电时间Tcharge_day=Tbusiness-Tcharge_wait（小时）；
S4.3：计算充电桩的年可利用充电时间Tcharge_year=Duse×Tcharge_day（小时）；
S4.4：根据充电站典型参数，统计单座充电站的充电桩数量n与单个充电桩功率Pcharge，计算单座充电站的年最大可充电量Wstation=Pcharge×Tcharge_year（千瓦时）；
S4.5：按照充电量匹配原则，地区充电站数量M=Wsum/Wstation（座）。
S5：按重要程度对地区公交首末站场进行排序，优先顺序如下: 城市交通枢纽（包括、机场、港口、高铁站、城际汽车客运站）配套的公交站场、其他汽车客运站场配套的公交站场、中心城区客流密度较大的公交站场、主要文体场馆配套公交站场、主要景点配套公交站场、其他公交站场
S6：根据地区公交车充电站的发展数量需求，按公交首末站场排序，逐步完成公交车充电站的规划和建设。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先确定电动公交车行驶规律和行驶参数并确定电动公交车数量与其耗电特性、电池参数，接着计算电动公交车年需充电量，通过建立电动公交车充电模型计算单座电动公交车充电站的年最大可充电量并根据电量匹配原则确定充电设施数量，然后按重要程度对地区公交车首站场进行排序最后根据地区电动公交车充电站的发展数量需求及对公交首末站场排序的结果逐步完成公交车充电站的规划与建设。此电动公交车充电站规划方法可用于地区电动公交车充电站的规划建设，为编制电动公交车充电站的发展规划提供理论依据。
附图说明
图1为电动公交车充电站规划方法流程图；
图2为基于公交车行驶特性的电动公交车充电需求的计算流程；
图3为基于电动公交车排队充电模型计算公交车充电站充电能力并确定公交充电设施数量的计算流程；
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1
S1：根据电动公交车线路与行驶规律确定电动公交车的行驶参数，所述行驶参数包括：每天起始运行时间、公交首末站点间的行驶距离、中途停靠次数、日行驶里程；
S2：确定电动公交车的预测发展数量与电动公交车参数，所述电动公交车参数包括：电动公交车的耗电特性Pbus和电池参数；
S3：根据电动公交车的行驶参数和耗电特性Pbus计算电动公交车年需充电量Wsum，包括以下步骤：
S3.1:统计抽取多台电动公交车的行驶规律数据，计算每台电动公交车的日常平均运营时间T（小时）；
S3.2：根据电动公交车的日常运行行为，扣除电动公交车在首末站点的休息时间、停站等候时间Twait（小时），计算电动公交车日均行驶时间Trun=T-Twait（小时）；
S3.3：统计多台电动公交车的平均行驶时速V，计算电动公交车年均行驶距离S=Trun×V×365（千米）；
S3.4：根据电动公交车的耗电特性Pbus（千瓦时/千米），计算单台电动公交车年均耗电量Wyear=S×Pbus（千瓦时）；
S3.5：根据电动公交车的发展数量预测N（辆），计算地区电动公交车的年均耗电总量，即年需充电量Wsum=N×Wyear（千瓦时）
S4：建立公交车充电站模型，计算单座公交车充电站的年最大可充电量，并根据电量匹配原则，确定充电设施的数量，包括以下步骤
S4.1根据充电设施的参数特性，扣除必要的设备维护保养天数，计算单个充电桩的年可利用日数Duse=365-Dmaintain（天）；
S4.2：统计充电站每天的平均营业时间Tbusiness，基于充电排队模型统计得出电动公交车日均充电等待时间Tcharge_wait，计算充电桩日均可利用充电时间Tcharge_day=Tbusiness-Tcharge_wait（小时）；
S4.3：计算充电桩的年可利用充电时间Tcharge_year=Duse×Tcharge_day（小时）；
S4.4:根据充电站典型参数，统计单座充电站的充电桩数量n与单个充电桩功率Pcharge，计算单座充电站的年最大可充电量Wstation=Pcharge×Tcharge_year（千瓦时）；
S4.5按照充电量匹配原则，地区充电站数量M=Wsum/Wstation（座）；
S5：按重要程度对地区公交首末站场进行排序，优先顺序如下： 城市交通枢纽（包括、机场、港口、高铁站、城际汽车客运站）配套的公交站场、其他汽车客运站场配套的公交站场、中心城区客流密度较大的公交站场、主要文体场馆配套公交站场、主要景点配套公交站场、其他公交站场；
S6：根据地区公交车充电站的发展数量需求，按公交首末站场排序，逐步完成公交车充电站的规划和建设。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据电动公交车线路与行驶规律确定电动公交车的行驶参数，所述行驶参数包括：每天起始运行时间、公交首末站点间的行驶距离、中途停靠次数、日行驶里程；
S2：确定电动公交车的预测发展数量与电动公交车参数，所述电动公交车参数包括：电动公交车的耗电特性Pbus和电池参数；
S3：根据电动公交车的行驶参数和耗电特性Pbus计算电动公交车年需充电量Wsum；
S4：建立电动公交车充电站模型，计算单座电动公交车充电站的年最大可充电量Wstation，并根据电量匹配原则，确定充电设施的数量M；
S5：按重要程度对地区公交首末站场进行排序；
S6： 根据地区公交车充电站的发展数量需求，按公交首末站场排序结果，逐步完成电动公交车充电站的规划和建设。
2.根据权利要求1所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，步骤S3中包括以下步骤：
S3.1：统计抽取多台电动公交车的行驶规律数据，计算每台电动公交车的日常平均运营时间T；
S3.2：根据电动公交车的日常运行行为，扣除电动公交车在首末站点的休息时间、停站等候时间Twait，计算电动公交车日均行驶时间Trun=T-Twait；
S3.3：统计多台电动公交车的平均行驶时速V，计算电动公交车年均行驶距离S=Trun×V×365；
S3.4：根据电动公交车的耗电特性Pbus，计算单台电动公交车年均耗电量Wyear=S×Pbus；
S3.5：根据电动公交车的发展数量预测N，计算地区电动公交车的年均耗电总量，即年需充电量Wsum=N×Wyear。
3.根据权利要求2所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，每台电动公交车的日常平均运营时间T、电动公交车在首末站点的休息时间、停站等候时间Twait、电动公交车日均行驶时间Trun的计量单位为小时。
4.根据权利要求2所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，电动公交车耗电特性Pbus的计量单位为千瓦时/千米。
5.根据权利要求2所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，单台电动公交车年均耗电量Wyear、电动公交车年需充电量Wsum的计量单位为千瓦时。
6.根据权利要求2所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，电动公交车平均行驶时速V的计量单位为千米/时。
7.根据权利要求1所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，步骤S4中包括以下步骤：
S4.1：根据充电设施的参数特性，扣除必要的设备维护保养天数，计算单个充电桩的年可利用日数Duse=365-Dmaintain，单位为天；
S4.2：统计充电站每天的平均营业时间Tbusiness，基于充电排队模型统计得出电动公交车日均充电等待时间Tcharge_wait，计算充电桩日均可利用充电时间Tcharge_day=Tbusiness-Tcharge_wait；
S4.3：计算充电桩的年可利用充电时间Tcharge_year=Duse×Tcharge_day；
S4.4：根据充电站典型参数，统计单座充电站的充电桩数量n与单个充电桩功率Pcharge，计算单座充电站的年最大可充电量Wstation=Pcharge×Tcharge_year；
S4.5：按照充电量匹配原则，地区充电站数量M=Wsum/Wstation。
8.根据权利要求7所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，充电站每天的平均营业时间Tbusiness、电动公交车日均充电等待时间Tcharge_wait、充电桩日均可利用充电时间Tcharge_day、充电桩的年可利用充电时间Tcharge_year的计量单位为小时。
9.根据权利要求7所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，单个充电桩功率Pcharge、单座充电站的年最大可充电量Wstation的计量单位为千瓦时。
10.根据权利要求1所述的一种电动公交车充电站规划方法，其特征在于，步骤S5的优先顺序如下: 城市交通枢纽配套的公交站场、其他汽车客运站场配套的公交站场、中心城区客流密度较大的公交站场、主要文体场馆配套公交站场、主要景点配套公交站场、其他公交站场；其中城市交通枢纽配套包括机场、港口、高铁站、城际汽车客运站。
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