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引言
本文主要对考虑时空分布的电动汽车操作与停放的充电负荷预测方法展开探讨，利用动态模型对电动汽车的停车需求做出了预测，对不同型号的和停放目的的汽车做了详细研究，并根据需求建立了时空分布模型。
绪论
传统汽车消耗的石油属于不可再生资源，未来总有用尽的一天，并且汽车排放对大气破坏严重，而随着温室效应的逐渐严重，人们对“低碳”、“绿色”、“环保”等的呼声越来越高，人们在努力寻找新能源。电动汽车的发明满足了人们“低碳、节能”的要求，成为了各国家、企业重点发展的项目。但由于电动汽车技术的不成熟，还受到一些因素的制约，如造价高、续航差、配套设施不完备等。其中充电设施主要是道路两旁充电站的建设，而合理的分布规划则需要计算出电动汽车充电负荷。另外，对电动汽车进行充电也会为我国目前的供电网络带来影响，而如果进行合理预测，错开用电高峰期，则达到了削峰填谷的效果。因此，考虑时空分布对电动汽车充电负荷进行预测是建设充电站、改善电网结构、研究充放电机制等工作的基础。
一、考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测思路
首先需要大致的预测出某一地区内未来汽车市场中电动汽车的保有量，对该地区进行更详细的划分，主要根据该地区建设情况、停车特征等划分成若干区域，计算出每一个区域的实际停车需求。之后，根据该地区电动汽车的主要用途、驾驶人群、驾驶习惯等，综合研究后建立起充电特征模型，利用蒙特卡洛方法对该地区电动汽车何时使用、何时停放、何时充电进行实况模拟，得出充电的主要时间段，从而得出电动汽车充电负荷时空分布。
二、停车生成率模型
1.传统停车生成率模型
对传统停车率影响较大的因素是建设用地，如果计算出某建筑区域内的停车生成率，再乘以该建筑的总面积，就得出了此类建筑的停车需求，然后用同样方法计算出不同类型建筑的停车需求，就得出了一个地区的停车需求。表达方程式： 方程式中，Pi表示一个区域（i）在停车高峰期的车位需求量；Rij代表第i区中某一类（j）用地的停车需求生成率；Lij为第i区第j类的面积；fij表示修正系数（城市地理位置、人口数量、分布密度、消费水平等）。
2.考虑时间分布的改进停车生成率模型
上述模型中只考虑了停车高峰期的车位需求，没有体现出一天内汽车停放时间分布特征，在对电动汽车
三、电动汽车驾驶与停放特性
1.日行驶里程
由于电动汽车技术还不是成熟，市场保有量不多，因此采集数据较为困难，也不具说服力，一般都是采用燃油汽车的数据对电动汽车进行分析。对燃油汽车日行驶里程的数据采集可以通过GPS定位系统得到精确的数据。但是由于GPS技术限制，所获取的数据并不充足、精确，所以很难代表整体汽车的行驶里程数据。因此可以采用多年累积下来的国内外调查数据，如美国家庭旅行调查。
2.居民区工作日停车需求
通过调查得知，居民区住户都是在早上开车去上班，车位被大量闲置；晚上下班归来，车位需求量迅速增多。
四、电动汽车充电需求模型与负荷预测方法
1.电动汽车充电需求模型
随着剩余电量的不断减少，在一定情况下，驾驶人员需要对电动汽车进行充电：（1）到达目的地后，剩余电量不足以返回；（2）到达目的地之前电量已经不足并且发出警报，驾驶人员应及时开到路旁充电站进行充电；（3）晚上返回居住地后，为了第二天继续使用而选择充电。
2.基于蒙特卡洛模拟的电动汽车负荷预测
用上文的方法对不同数据进行采集，之后用蒙特卡洛模拟法随机抽取不同区域、不同建筑中电动汽车的行驶里程、停放特征、驾驶行为对时空分布的电动汽车充电负荷进行预测。该模型以停车需求量最高的时间作为模拟起始点，抽取所有汽车的行驶里程、满电状态下的电量、电量消耗速率等数据；抽取不同停车场中电动汽车的停放时间。每隔15分钟刷新汽车的状态（停放、充电、行驶等），使汽车的停放、充电达到一种理想的状态，即电量不足就会进行充电，汽车充满电就会结束充电。将实际停车辆与用模型计算出的车位需求相减求差，若差值大于零，则根据差值抽取还没有停车的车辆提前提放到停车场，并抽取停放时间；如果差值小于零，则将多余的车辆驶离停车场。如果一天内一辆汽车的在途时间比较长，那么停车时间就会变短。系统会根据不同类型的停车场和不同目的的车辆抽取停车时间，之后利用行驶里程加以修正，则修正后的时间可用以下函数计算：
五、结束语
本文利用停车模型对停车需求进行了预算，根据某地区居民的汽车驾驶习惯、停车规律等，最后利用考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测方法（蒙特卡洛模拟法）进行预测。蒙特卡洛模拟法能够快速、准确地计算出电动汽车充电负荷的时空分布特点，足以为将来城市电网以及充电设施规划提供具有参考价值的数据。另外，由分析得出，在同一地区的不同区域内，由于经济水平、居民数量等的差异会导致建设用地不一样，这就使得不同区域内的充电负荷会明显不同，因此，蒙特卡洛模拟法更适合于较小范围的电动汽车充电负荷预测。
（作者单位：东营职业学院）
注：本论文基于山东省教育厅教育规划课题“电动汽车公路分布式PV充电站规划与建设研究”发表。
本文主要对考虑时空分布的电动汽车操作与停放的充电负荷预测方法展开探讨，利用动态模型对电动汽车的停车需求做出了预测，对不同型号的和停放目的的汽车做了详细研究，并根据需求建立了时空分布模型。
绪论
传统汽车消耗的石油属于不可再生资源，未来总有用尽的一天，并且汽车排放对大气破坏严重，而随着温室效应的逐渐严重，人们对“低碳”、“绿色”、“环保”等的呼声越来越高，人们在努力寻找新能源。电动汽车的发明满足了人们“低碳、节能”的要求，成为了各国家、企业重点发展的项目。但由于电动汽车技术的不成熟，还受到一些因素的制约，如造价高、续航差、配套设施不完备等。其中充电设施主要是道路两旁充电站的建设，而合理的分布规划则需要计算出电动汽车充电负荷。另外，对电动汽车进行充电也会为我国目前的供电网络带来影响，而如果进行合理预测，错开用电高峰期，则达到了削峰填谷的效果。因此，考虑时空分布对电动汽车充电负荷进行预测是建设充电站、改善电网结构、研究充放电机制等工作的基础。
一、考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测思路
首先需要大致的预测出某一地区内未来汽车市场中电动汽车的保有量，对该地区进行更详细的划分，主要根据该地区建设情况、停车特征等划分成若干区域，计算出每一个区域的实际停车需求。之后，根据该地区电动汽车的主要用途、驾驶人群、驾驶习惯等，综合研究后建立起充电特征模型，利用蒙特卡洛方法对该地区电动汽车何时使用、何时停放、何时充电进行实况模拟，得出充电的主要时间段，从而得出电动汽车充电负荷时空分布。
二、停车生成率模型
1.传统停车生成率模型
对传统停车率影响较大的因素是建设用地，如果计算出某建筑区域内的停车生成率，再乘以该建筑的总面积，就得出了此类建筑的停车需求，然后用同样方法计算出不同类型建筑的停车需求，就得出了一个地区的停车需求。表达方程式： 方程式中，Pi表示一个区域（i）在停车高峰期的车位需求量；Rij代表第i区中某一类（j）用地的停车需求生成率；Lij为第i区第j类的面积；fij表示修正系数（城市地理位置、人口数量、分布密度、消费水平等）。
2.考虑时间分布的改进停车生成率模型
上述模型中只考虑了停车高峰期的车位需求，没有体现出一天内汽车停放时间分布特征，在对电动汽车
三、电动汽车驾驶与停放特性
1.日行驶里程
由于电动汽车技术还不是成熟，市场保有量不多，因此采集数据较为困难，也不具说服力，一般都是采用燃油汽车的数据对电动汽车进行分析。对燃油汽车日行驶里程的数据采集可以通过GPS定位系统得到精确的数据。但是由于GPS技术限制，所获取的数据并不充足、精确，所以很难代表整体汽车的行驶里程数据。因此可以采用多年累积下来的国内外调查数据，如美国家庭旅行调查。
2.居民区工作日停车需求
通过调查得知，居民区住户都是在早上开车去上班，车位被大量闲置；晚上下班归来，车位需求量迅速增多。
四、电动汽车充电需求模型与负荷预测方法
1.电动汽车充电需求模型
随着剩余电量的不断减少，在一定情况下，驾驶人员需要对电动汽车进行充电：（1）到达目的地后，剩余电量不足以返回；（2）到达目的地之前电量已经不足并且发出警报，驾驶人员应及时开到路旁充电站进行充电；（3）晚上返回居住地后，为了第二天继续使用而选择充电。
2.基于蒙特卡洛模拟的电动汽车负荷预测
用上文的方法对不同数据进行采集，之后用蒙特卡洛模拟法随机抽取不同区域、不同建筑中电动汽车的行驶里程、停放特征、驾驶行为对时空分布的电动汽车充电负荷进行预测。该模型以停车需求量最高的时间作为模拟起始点，抽取所有汽车的行驶里程、满电状态下的电量、电量消耗速率等数据；抽取不同停车场中电动汽车的停放时间。每隔15分钟刷新汽车的状态（停放、充电、行驶等），使汽车的停放、充电达到一种理想的状态，即电量不足就会进行充电，汽车充满电就会结束充电。将实际停车辆与用模型计算出的车位需求相减求差，若差值大于零，则根据差值抽取还没有停车的车辆提前提放到停车场，并抽取停放时间；如果差值小于零，则将多余的车辆驶离停车场。如果一天内一辆汽车的在途时间比较长，那么停车时间就会变短。系统会根据不同类型的停车场和不同目的的车辆抽取停车时间，之后利用行驶里程加以修正，则修正后的时间可用以下函数计算：
五、结束语
本文利用停车模型对停车需求进行了预算，根据某地区居民的汽车驾驶习惯、停车规律等，最后利用考虑时空分布的电动汽车充电负荷预测方法（蒙特卡洛模拟法）进行预测。蒙特卡洛模拟法能够快速、准确地计算出电动汽车充电负荷的时空分布特点，足以为将来城市电网以及充电设施规划提供具有参考价值的数据。另外，由分析得出，在同一地区的不同区域内，由于经济水平、居民数量等的差异会导致建设用地不一样，这就使得不同区域内的充电负荷会明显不同，因此，蒙特卡洛模拟法更适合于较小范围的电动汽车充电负荷预测。
（作者单位：东营职业学院）
注：本论文基于山东省教育厅教育规划课题“电动汽车公路分布式PV充电站规划与建设研究”发表。