電動(dòng)汽車的推廣作為解決化石能源緊缺、治理大氣污染的重要舉措,得到了國(guó)家相關(guān)政策的大力支持。除了電動(dòng)汽車技術(shù)的成熟度,完善的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)亦是電動(dòng)汽車發(fā)展的重要推手,這其中須首要解決的問(wèn)題便是充電設(shè)施的布局選址。為了在電動(dòng)汽車推廣初期,對(duì)快速充電設(shè)施進(jìn)行科學(xué)合理的布局規(guī)劃,適當(dāng)緩解“里程焦慮”,進(jìn)而提高電動(dòng)汽車在乘用車領(lǐng)域的接受度,本文建立了考慮用戶需求、投資成本、土地區(qū)位、緊急充電里程限制、實(shí)際路況以及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)可靠性等多種因素的快速充電設(shè)施布局選址優(yōu)化模型,提出了基于改進(jìn)遺傳算法的模型求解步驟,在實(shí)例研究中完成了模型及算法的驗(yàn)證。本研究主要包含以下內(nèi)容：(1)剖析了電動(dòng)汽車快速充電設(shè)施布局選址的影響因素。主要考慮了用戶需求、經(jīng)濟(jì)因素、交通影響、電網(wǎng)影響以及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)可靠度,并對(duì)每種因素在建模時(shí)的考量方式進(jìn)行了詳細(xì)的分析。(2)建立了城市電動(dòng)汽車快速充電設(shè)施布局選址的多目標(biāo)優(yōu)化模型。該模型以投資成本最小、用戶充電成本最小為雙目標(biāo),在滿足用戶充電需求、充電站能力限制的基礎(chǔ)上,考慮了充電樁及充電站的冗余設(shè)計(jì),保證了服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。在用戶充電需求的分配上,本文綜合考慮時(shí)間、距離兩個(gè)因素,在緊急充電里程的限制下,采用等時(shí)間負(fù)荷距法進(jìn)行分配。進(jìn)行路段平均行駛速度的計(jì)算時(shí),考慮因擁擠程度不同造成的差異性,提出基于土地利用級(jí)別的核算方法。(3)提出了基于改進(jìn)遺傳算法的模型求解算法。采取拒絕策略與改進(jìn)遺傳算子策略相結(jié)合的方式對(duì)約束條件進(jìn)行處理,采取線性加權(quán)法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行歸一化處理,進(jìn)而結(jié)合枚舉法與遺傳算法的思想,提出了模型的求解步驟。(4)完成了本文提出的模型與算法的實(shí)例驗(yàn)證。以臨沂市電動(dòng)汽車充電站規(guī)劃為實(shí)例,對(duì)遺傳算法中最大進(jìn)化代數(shù)與種群數(shù)量進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,借助MATLAB軟件編程實(shí)現(xiàn)了模型的求解,驗(yàn)證了模型及算法的有效性。(5)實(shí)現(xiàn)了模型的拓展研究。通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整本文提出的模型結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量約束、投資成本約束、服務(wù)水平約束等不同規(guī)劃前提下的布局選址優(yōu)化,提高了模型的適用范圍。并對(duì)給定建站數(shù)量約束前提下的規(guī)劃模型完成了求解驗(yàn)算。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：U491.8
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究情況
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外選址問(wèn)題
        1.2.2 國(guó)外電動(dòng)汽車充電設(shè)施布局選址問(wèn)題
        1.2.3 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車充電設(shè)施布局選址問(wèn)題
    1.3 研究?jī)?nèi)容、方法及技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容及研究方法
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
2 電動(dòng)汽車快速充電設(shè)施布局選址的影響因素
    2.1 電動(dòng)汽車概述
        2.1.1 電動(dòng)汽車種類
        2.1.2 充電模式
        2.1.3 充電基礎(chǔ)設(shè)施
        2.1.4 充電站的選址原則
    2.2 快速充電設(shè)施布局選址的影響因素
        2.2.1 用戶需求
        2.2.2 經(jīng)濟(jì)因素
        2.2.3 交通影響
        2.2.4 電網(wǎng)影響
        2.2.5 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)可靠性
    2.3 本章小結(jié)
3 電動(dòng)汽車快速充電設(shè)施布局選址優(yōu)化模型
    3.1 模型假設(shè)條件
    3.2 目標(biāo)函數(shù)之投資成本最小
        3.2.1 土地成本
        3.2.2 建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本
        3.2.3 目標(biāo)函數(shù)整理
    3.3 目標(biāo)函數(shù)之用戶充電成本最小
        3.3.1 路段行駛時(shí)間
        3.3.2 等待服務(wù)時(shí)間
        3.3.3 目標(biāo)函數(shù)整理
    3.4 約束條件
        3.4.1 滿足用戶充電需求
        3.4.2 滿足充電站能力限制
        3.4.3 保證服務(wù)網(wǎng)可靠性
    3.5 電動(dòng)汽車快速充電設(shè)施布局選址優(yōu)化模型
        3.5.1 模型參數(shù)、變量及符號(hào)
        3.5.2 模型的建立
    3.6 模型主要參數(shù)
        3.6.1 充電站占地面積
        3.6.2 建設(shè)成本
        3.6.3 單位出行時(shí)間成本
        3.6.4 緊急充電里程
        3.6.5 候選站點(diǎn)快速充電樁數(shù)量上限
        3.6.6 需求點(diǎn)到候選站行駛時(shí)間
        3.6.7 用戶分配比例
    3.7 本章小結(jié)
4 基于改進(jìn)遺傳算法的模型求解
    4.1 基本遺傳算法
        4.1.1 算法概述
        4.1.2 基本遺傳算法
        4.1.3 遺傳算法的改進(jìn)
    4.2 多目標(biāo)規(guī)劃求解及約束條件處理策略
        4.2.1 多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題的求解
        4.2.2 約束條件處理策略
    4.3 基于改進(jìn)遺傳算法的模型求解步驟
j的改進(jìn)遺傳算法'>    4.4 求解m_j的改進(jìn)遺傳算法
        4.4.1 初始種群的生成
        4.4.2 適應(yīng)度函數(shù)
        4.4.3 選擇算子
        4.4.4 交叉算子
        4.4.5 變異算子
        4.4.6 參數(shù)的確定
    4.5 本章小結(jié)
5 案例研究
    5.1 城市電動(dòng)汽車發(fā)展概況
    5.2 路網(wǎng)拓?fù)鋱D
        5.2.1 規(guī)劃區(qū)域
        5.2.2 路網(wǎng)的提取
        5.2.3 需求分布與候選站址
    5.3 模型相關(guān)參數(shù)的取值
        5.3.1 單位面積土地價(jià)格
        5.3.2 需求點(diǎn)到候選站行駛時(shí)間
        5.3.3 其他參數(shù)取值
    5.4 模型的求解
        5.4.1 遺傳算法參數(shù)標(biāo)定
        5.4.2 求解結(jié)果及分析
        5.4.3 續(xù)航里程對(duì)布局選址的影響
    5.5 模型的擴(kuò)展研究
        5.5.1 模型的擴(kuò)展研究
        5.5.2 實(shí)例驗(yàn)證
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 研究結(jié)論及成果
    6.2 研究新意
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
附錄C
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2854033