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近年来,伴随共享经济模式不断走向成熟,共享电动汽车亦得到了快速发展。虽然电动汽车在改善环境保护和缓解能源短缺等方面具有较大优势,但在其走向共享模式过程中依然面临诸多问题和障碍,典型如充电站等配套设施资源配置的合理性与充足性问题、充电设施运行管理中的效率与效益问题等。对此,本文从提高共享电动汽车运营商的规划与运行效益层面出发,开展共享电动汽车充电设施优化规划及其优化运行两方面研究。论文的核心工作概括如下:
1)基于对出行数据的概率特征分析,建立共享电动汽车充电需求模型。首先,根据规划区域土地性质对用户出行目的地和共享电动汽车放置点进行分类;其次,根据共享电动汽车用户出行链构建用户O-D路线概率集;然后,采用正态概率分布函数对出行结束的共享电动汽车荷电状态进行拟合;最后,根据共享电动汽车放置点的电动汽车数量以及电池荷电状态,仿真得到不同共享电动汽车放置点的充电需求分布,为后续共享电动汽车充电设施优化规划提供数据模型基础。
2)在充分考虑用户充电满意度基础上,提出一种充电站与离散充电桩相结合的两阶段充电设施规划模型。在第一阶段以充电站的建设运营成本和共享电动汽车用户的排队等待时间成本最小为目标,建立充电站规划模型;在第二阶段引入用户中途充电满意度建立离散充电桩规划模型,并采用均值漂移算法求解,再将该解反馈至第一阶段对充电站容量进行再优化,得到整体规划结果。该模型实现了共享电动汽车运营商成本和用户充电满意度之间的平衡,并可给出有无离散充电桩情况下的成本变化对比,为充电设施规划提供了依据。
3)提出一种基于智能合约的共享电动汽车充电设施优化运行模型与交易机制。首先,建立了共享电动汽车运营商参与市场实时交易的运营策略模型,给出了运营商的实时最优交易策略。然后,设计了各产消者参与实时交易的智能合约,并将该智能合约发布在remix平台上。继而,通过在remix平台上运行智能合约,以验证交易机制的可行性。最后,通过算例分析表明,基于智能合约的实时交易机制可以有效提高共享电动汽车运营商的利润,实现各个产消者之间去中心化的透明公开交易。
1)基于对出行数据的概率特征分析,建立共享电动汽车充电需求模型。首先,根据规划区域土地性质对用户出行目的地和共享电动汽车放置点进行分类;其次,根据共享电动汽车用户出行链构建用户O-D路线概率集;然后,采用正态概率分布函数对出行结束的共享电动汽车荷电状态进行拟合;最后,根据共享电动汽车放置点的电动汽车数量以及电池荷电状态,仿真得到不同共享电动汽车放置点的充电需求分布,为后续共享电动汽车充电设施优化规划提供数据模型基础。
2)在充分考虑用户充电满意度基础上,提出一种充电站与离散充电桩相结合的两阶段充电设施规划模型。在第一阶段以充电站的建设运营成本和共享电动汽车用户的排队等待时间成本最小为目标,建立充电站规划模型;在第二阶段引入用户中途充电满意度建立离散充电桩规划模型,并采用均值漂移算法求解,再将该解反馈至第一阶段对充电站容量进行再优化,得到整体规划结果。该模型实现了共享电动汽车运营商成本和用户充电满意度之间的平衡,并可给出有无离散充电桩情况下的成本变化对比,为充电设施规划提供了依据。
3)提出一种基于智能合约的共享电动汽车充电设施优化运行模型与交易机制。首先,建立了共享电动汽车运营商参与市场实时交易的运营策略模型,给出了运营商的实时最优交易策略。然后,设计了各产消者参与实时交易的智能合约,并将该智能合约发布在remix平台上。继而,通过在remix平台上运行智能合约,以验证交易机制的可行性。最后,通过算例分析表明,基于智能合约的实时交易机制可以有效提高共享电动汽车运营商的利润,实现各个产消者之间去中心化的透明公开交易。