電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法與系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法與系統(tǒng)，耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息、剩余電量信息，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信息、剩余電量信息、初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑，統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，采用拉格朗日松弛算法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。將電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)耦合，一方面，采用dijkstra算法求解路徑優(yōu)化減少充電、運(yùn)輸和耗時(shí)成本的總和，另一方面，針對(duì)每個(gè)充電站所需電量用拉格朗日松弛算法，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)反饋優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)良好的協(xié)同優(yōu)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法與系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)管控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié) 同優(yōu)化方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 新能源汽車(chē)，包括插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEVs)和純電動(dòng)汽車(chē)(BEVs )，在減少中國(guó) 空氣污染、汽油消耗與交通行業(yè)對(duì)石油依賴(lài)性中扮演重要角色。插電式汽車(chē)完全地或部分 地依靠廉價(jià)的電力，這些電力可從本地的、再生的、比汽油的碳密集度更低的能源中獲得。 但是，道路上不斷增加的電動(dòng)汽車(chē)導(dǎo)致對(duì)電力系統(tǒng)更多的能源需要。這將直接成比例地對(duì) 電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。對(duì)于一個(gè)可靠的電力系統(tǒng)，發(fā)電量和耗電量應(yīng)保持平衡。
[0003] 電動(dòng)汽車(chē)在交通網(wǎng)絡(luò)具有隨機(jī)性并且難以精確估算電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷。電動(dòng)汽車(chē) 的高滲透性將會(huì)增加交通網(wǎng)絡(luò)和電力需求的不確定性，而電動(dòng)汽車(chē)司機(jī)為他們的汽車(chē)充電 行為的不可預(yù)測(cè)性是這種不確定性的主要來(lái)源之一。另外，在現(xiàn)實(shí)情況下，司機(jī)需要規(guī)劃目 的地路線方案。大多數(shù)時(shí)候最短距離并不是最便宜的路徑。由于汽車(chē)部件效率和交通條件 使得評(píng)估實(shí)際路途成本是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。如果需要對(duì)電池充電，會(huì)產(chǎn)生很多種選擇，用戶(hù)通 常獨(dú)自評(píng)估成本效率選擇，另外還需要考慮充電站容量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對(duì)目前尚無(wú)一種電動(dòng)汽車(chē)電力系統(tǒng)與交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)優(yōu)化方法對(duì) 電動(dòng)汽車(chē)在交通網(wǎng)絡(luò)充電進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化的問(wèn)題，提供一種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié) 同優(yōu)化方法與系統(tǒng)，以對(duì)電動(dòng)汽車(chē)在交通網(wǎng)絡(luò)充電進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。
[0005] -種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，包括步驟：
[0006] 耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初 始價(jià)格參數(shù)；
[0007] 實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信 息、電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算 法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑；
[0008] 統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，根據(jù)每個(gè)充電站所需電量，采用拉格朗日松弛算法優(yōu) 化電力網(wǎng)絡(luò)。
[0009] -種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，包括：
[0010] 耦合模塊，用于耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路 徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)；
[0011]路徑優(yōu)化模塊，用于實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息，根 據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信息、電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參 數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑；
[0012]電網(wǎng)優(yōu)化模塊，用于統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，根據(jù)每個(gè)充電站所需電量，采用拉 格朗日松弛算法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。
[0013] 本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法與系統(tǒng)，耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化 交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽 車(chē)位置信息、剩余電量信息，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信息、剩余電量信息、初始路徑以及充電站 初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑，統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量， 采用拉格朗日松弛算法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)過(guò)程中，將電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系 統(tǒng)親合，一方面，采用dijkstra算法求解路徑優(yōu)化減少充電、運(yùn)輸和耗時(shí)成本的總和，另一 方面，針對(duì)每個(gè)充電站所需電量用拉格朗日松弛算法，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)反饋優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣化 交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)良好的協(xié)同優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法第一個(gè)實(shí)施例的流程示 意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法第二個(gè)實(shí)施例的流程示 意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法其中一個(gè)應(yīng)用實(shí)例中， 電動(dòng)汽車(chē)需求處理流程示意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法其中一個(gè)應(yīng)用實(shí)例中， 充電站需求處理流程示意圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法其中一個(gè)應(yīng)用實(shí)例中， 多路徑對(duì)象選擇處理流程示意圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0020] 圖7為本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1所示，一種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，包括步驟：
[0022] S200:耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充 電站初始價(jià)格參數(shù)。
[0023 ]電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)可以從互聯(lián)網(wǎng)獲得，例如電動(dòng)汽車(chē)電氣化交 通網(wǎng)絡(luò)可以從互聯(lián)網(wǎng)下載導(dǎo)航軟件，從導(dǎo)航軟件內(nèi)的數(shù)據(jù)提取獲得，電力網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)互 聯(lián)網(wǎng)向電力電網(wǎng)管理部門(mén)申請(qǐng)獲得。電價(jià)溝通從電力網(wǎng)絡(luò)傳送到交通網(wǎng)絡(luò)。另外，每個(gè)電動(dòng) 汽車(chē)充電站的預(yù)期充電需求與電力網(wǎng)絡(luò)相連，不同的電價(jià)需求影響充電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的電價(jià)。 [0024] S400:實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位 置信息、電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用 di jkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑。
[0025] di jkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的單源最短路徑算法，用于計(jì)算一個(gè)節(jié)點(diǎn)到其 他所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑。主要特點(diǎn)是以起始點(diǎn)為中心向外層層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點(diǎn)為止。 dijkstra算法是很有代表性的最短路徑算法。電動(dòng)汽車(chē)位置信息可以通過(guò)內(nèi)置于電動(dòng)汽車(chē) 的定位裝置獲取，電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息可以通過(guò)與電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)無(wú)線通信，請(qǐng)求其 實(shí)施反饋電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息。基于電動(dòng)汽車(chē)位置信息和電氣化交通網(wǎng)絡(luò)可以清楚了解 當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)作為能夠提供充電服務(wù)的充電站位置，基于電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息可以了解 若此時(shí)電動(dòng)汽車(chē)充電所需充電量等參數(shù)。具體來(lái)說(shuō)，最低成本包括行駛成本和充電成本兩 個(gè)方面。
[0026] S600:統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，根據(jù)每個(gè)充電站所需電量，采用拉格朗日松弛算 法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。
[0027] 拉格朗日松弛算法是用以求解約束規(guī)劃的一種數(shù)學(xué)算法。將目標(biāo)函數(shù)中造成問(wèn)題 難的約束吸收到目標(biāo)函數(shù)中，并保持目標(biāo)函數(shù)的線性，使問(wèn)題更加容易求解。電力負(fù)荷和生 產(chǎn)應(yīng)該平衡，因此需要尋找電力網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)的運(yùn)行點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。由于將電氣 化交通和電力系統(tǒng)聯(lián)系在了一起，將使用更加精確的拉格朗日松弛法算法來(lái)解決整個(gè)系統(tǒng) 中優(yōu)化電力系統(tǒng)問(wèn)題。荷載和供應(yīng)間的平衡是電力網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的首要任務(wù)，對(duì)電力網(wǎng)路優(yōu)化 的實(shí)質(zhì)是尋找發(fā)電水平給出的預(yù)測(cè)荷載。為了使電力網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)能量時(shí)的總電力系 統(tǒng)發(fā)電機(jī)成本降到最低，我們提出一個(gè)解決DC(Direct Current，直流電）最優(yōu)功率問(wèn)題的 方法，使我們連接電氣化交通和電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的方法來(lái)更好地預(yù)測(cè)電力負(fù)荷。DC功率流是 基于一些假設(shè)來(lái)更快地解決功率流等式并且使非線性有功功率流方程線性化。這些假設(shè) 為：1)所有電壓等級(jí)都為lp.u.;2)電壓角度小到足以忽略差異;3)線路電阻可忽略。DC最優(yōu) 功率流(DC 0PF)問(wèn)題顯不在以下方程中：
[0028] min /(.v)
[0029] s,t,g(x)=0
[0030] h(x)^0
[0031] 如果X是控制變量和狀態(tài)變量中的矢量，是目標(biāo)函數(shù)，和是等式和不等式各自的約 束條件。一般來(lái)說(shuō)，控制變量是有功功率輸出和無(wú)功功率輸出;狀態(tài)變量是每一總線的電壓 等級(jí)和角度。由此而論，我們找到了每一總線的發(fā)電機(jī)輸出，這可使總發(fā)電機(jī)組受到系統(tǒng)物 理限制約束的成本最小化。為了獲得這些物理約束，我們使用了 DC最優(yōu)功率流。因此在這個(gè) 問(wèn)題上，控制變量變成了有功功率輸出，狀態(tài)變量則是總線的電壓角度。DC最優(yōu)功率問(wèn)題的 目標(biāo)函數(shù)是整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的成本。
[0032] 本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng) 絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置 信息、剩余電量信息，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信息、剩余電量信息、初始路徑以及充電站初始價(jià) 格參數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑，統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，采用拉 格朗日松弛算法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)過(guò)程中，將電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)耦合， 一方面，采用dijkstra算法求解路徑優(yōu)化減少充電、運(yùn)輸和耗時(shí)成本的總和，另一方面，針 對(duì)每個(gè)充電站所需電量用拉格朗日松弛算法，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)反饋優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣化交通網(wǎng) 絡(luò)和電力系統(tǒng)良好的協(xié)同優(yōu)化。
[0033] 如圖2所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S200包括：
[0034] S220:獲取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地。
[0035] S240:根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)以及電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，確定充電站初始價(jià)格參數(shù)。
[0036] 基于電力網(wǎng)絡(luò)可以了解電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地與目的地區(qū)間區(qū)域內(nèi)各個(gè)充電站的初始 價(jià)格參數(shù)。具體來(lái)說(shuō)，這個(gè)價(jià)格參數(shù)是電力網(wǎng)絡(luò)預(yù)設(shè)的充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格。
[0037] S260:根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)以及電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，選取電動(dòng)汽車(chē)始 發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路徑為電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。
[0038] 基于已經(jīng)準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出選擇不同充電站所需充電費(fèi)用以及電動(dòng)汽車(chē) 多條行駛路徑，選取其中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路徑為電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。
[0039] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)以及電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，確定充電站 初始價(jià)格參數(shù)的步驟包括：
[0040] 步驟一:根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)，獲取預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格。
[0041] 步驟二:根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，識(shí)別每個(gè)潛在需充電的電動(dòng)汽車(chē)，當(dāng)電動(dòng) 汽車(chē)準(zhǔn)備在當(dāng)前充電站充電時(shí)，獲取每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷量以及 與當(dāng)前充電站的距離信息。
[0042] 充電站識(shí)別每個(gè)潛在需充電的電動(dòng)汽車(chē)，并預(yù)計(jì)該電動(dòng)汽車(chē)所需充電時(shí)間、所需 電荷量以及與自身的距離。
[0043] 步驟三:根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷量以及與當(dāng)前充電站 的距離信息，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前充電站的電量需求總量。
[0044]充電站將電動(dòng)汽車(chē)所需充電時(shí)間、所需電荷量以及與自身的距離推送給電動(dòng)汽 車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)駕駛員選擇是否在該充電站進(jìn)行充電。充電站在收到電動(dòng)汽車(chē)反饋回是否充 電信息之后，統(tǒng)計(jì)所有準(zhǔn)備在此充電汽車(chē)的電量需求總量。
[0045] 步驟四：根據(jù)電量需求總量，更新預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格，獲得充電站初始價(jià)格 參數(shù)。
[0046] 在實(shí)際工程應(yīng)用中，充電站不同的電量需求總量其具體的價(jià)格也會(huì)發(fā)生一定的改 變。因此，我們需要根據(jù)電量需求總量，更新預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格，獲得充電站初始價(jià) 格參數(shù)。
[0047] 為了更進(jìn)一步詳細(xì)解釋上述過(guò)程，下面將采用實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行說(shuō)明。
[0048] 步驟一:充電站接收來(lái)電力網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)獲得的節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格。
[0049] 步驟二:充電站接收來(lái)自每個(gè)潛在電動(dòng)汽車(chē)的信號(hào)，判斷該電動(dòng)汽車(chē)是否在充電 站為它的電池充電。
[0050] 步驟三:充電站接收來(lái)自每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷量以及距 離信息。
[0051] 步驟四：充電站為每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)確定電價(jià)并且將價(jià)格傳輸過(guò)去。
[0052] 步驟五:充電站根據(jù)來(lái)自電動(dòng)汽車(chē)到充電站的被經(jīng)核準(zhǔn)的信號(hào)，充電站將預(yù)計(jì)電 動(dòng)汽車(chē)充電需求的總量。
[0053] 步驟六:充電站把它們的預(yù)計(jì)需求發(fā)給電力網(wǎng)絡(luò)，以更新下一步價(jià)格信號(hào)。
[0054] 步驟七:電力網(wǎng)絡(luò)更新預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格，獲得充電站初始價(jià)格參數(shù)。
[0055] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)以及電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)， 選取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路徑為電動(dòng) 汽車(chē)初始路徑的步驟包括：
[0056] 步驟一:根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，獲取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地之間多條 路徑。
[0057]步驟二:根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)，分別計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地之間多條 路徑充電費(fèi)用。
[0058]步驟三:選取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最 優(yōu)的路徑為電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。
[0059]如圖2所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟S400包括：
[0060] S420:實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息。
[0061] S440:當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)剩余電量不滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)從當(dāng)前位置行駛至目的地時(shí)，根據(jù)電 動(dòng)汽車(chē)初始路徑，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低行駛成本路徑以及電動(dòng)汽車(chē)在最低 行駛成本路徑中能量耗盡的節(jié)點(diǎn)。
[0062] S460:根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng) 的候選充電站，其中，最低成本包括最低行駛成本和最低充電成本。
[0063] S480:當(dāng)待充電站比能量耗盡的節(jié)點(diǎn)更靠近電動(dòng)汽車(chē)目的地時(shí)，剔除已查找的候 選充電站，返回S460。
[0064] 在本實(shí)施例中，考慮電動(dòng)汽車(chē)剩余電量不足以支撐電動(dòng)汽車(chē)行駛至該候選充電站 的情況，針對(duì)此種情況，將該候選充電站剔除，重新根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用 dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的候選充電站。如果電動(dòng)汽車(chē)剩余電量足夠支持 電動(dòng)汽車(chē)從始發(fā)地行駛至目的，那么最優(yōu)路徑的計(jì)算函數(shù)就是P(i) = [nl(i)，n2(i)，H_，nk (i)]。然后在該路徑的每個(gè)節(jié)點(diǎn)nj(i)，會(huì)顯示最近的充電站mj。從這些充電站中選擇5個(gè)可 到達(dá)的最低成本充電站，這個(gè)成本包括行駛路線中的交通運(yùn)輸、充電、以及時(shí)間價(jià)值。
[0065] 為了更進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法的技 術(shù)方案，下面采用具體應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)描述整個(gè)過(guò)程。
[0066] 1)電動(dòng)汽車(chē)測(cè)量當(dāng)前電荷量。
[0067] 2)電動(dòng)汽車(chē)根據(jù)始點(diǎn)和終點(diǎn)確定最優(yōu)路線。根據(jù)主要確定的最優(yōu)路線。
[0068] 3)電動(dòng)汽車(chē)選擇潛在的充電站并把詢(xún)問(wèn)電價(jià)的信號(hào)發(fā)過(guò)去。
[0069] 4)電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)云計(jì)算服務(wù)器從潛在的充電站il到ip接收到充電價(jià)格信號(hào)。通常 來(lái)說(shuō)，充電站的充電價(jià)格由充電站j充電到EVi，用cpr j i表示。這個(gè)模塊還需要所有充電站 的位置信息，給電動(dòng)汽車(chē)傳輸價(jià)格信號(hào)。
[0070] 5)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集，包括1)，2)，3)步數(shù)據(jù)、充電站位置cpr ji和電動(dòng)車(chē)型號(hào)（電池容量、 充電效率)等數(shù)據(jù)。
[0071] 6)電動(dòng)汽車(chē)將獲得的包括二等路線優(yōu)化的已知信息數(shù)據(jù)集發(fā)送到加密云計(jì)算服 務(wù)器上。
[0072] 7)等待足夠的時(shí)間段以接收來(lái)自云計(jì)算服務(wù)器的最優(yōu)路線。
[0073] 8)接收最優(yōu)路線，電動(dòng)汽車(chē)最優(yōu)路線將能展示給電動(dòng)汽車(chē)司機(jī)的決策上。
[0074] 9)如果路線被接受，電動(dòng)汽車(chē)會(huì)發(fā)送一個(gè)批準(zhǔn)信號(hào)來(lái)通知云計(jì)算服務(wù)器它的決定 路線。電動(dòng)汽車(chē)還應(yīng)該通過(guò)云計(jì)算服務(wù)器發(fā)送預(yù)期需求和批準(zhǔn)信號(hào)給已選中的充電站模 塊，這樣充電站就能更新其策略和獲得的總充電需求。如果電動(dòng)汽車(chē)司機(jī)拒絕所建議最優(yōu) 路線，他需要通過(guò)改變他的偏好設(shè)置來(lái)更新數(shù)據(jù)集。偏好設(shè)置更新會(huì)讓云計(jì)算服務(wù)器選擇 另一個(gè)充電站，即使另一個(gè)充電站的價(jià)格更高。
[0075]為更一步詳細(xì)解釋本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化的技術(shù)方案，下 面將采用三個(gè)具體實(shí)施例分別從充電站需求、電動(dòng)汽車(chē)需求以及多路對(duì)象選擇三個(gè)方面， 并結(jié)合圖3、圖4以及圖5進(jìn)行詳細(xì)的解釋說(shuō)明。需要指出的是，在下述應(yīng)用實(shí)例中設(shè)計(jì)詳細(xì) 計(jì)算與處理的過(guò)程均在上述內(nèi)容進(jìn)行展開(kāi)了描述，在此不在贅述。
[0076]應(yīng)用實(shí)例一，電動(dòng)汽車(chē)需求。
[0077]基于電動(dòng)汽車(chē)的始發(fā)地和目的地有N多個(gè)充電站可以為其進(jìn)行充電，這些充電站 將自身一些基礎(chǔ)信息發(fā)送至電動(dòng)汽車(chē)，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于第i充電站，發(fā)送其價(jià)格Cpr1以及其 能夠提供的電能量至電動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)接收這些信息，排除無(wú)法提供足夠充電電能量的 充電站。在電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中，只要可以包括如下操作過(guò)程：1)測(cè)量自身剩余電量;2)確 定當(dāng)前位置，并定位目的地;3)基于上述方式確定預(yù)設(shè)最佳行駛路徑;4)選擇潛在的充電 站，并把請(qǐng)求充電信號(hào)發(fā)送至這些潛在的充電，等待接收各個(gè)充電站反饋回的價(jià)格參數(shù);5) 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，具體需要準(zhǔn)備各個(gè)充電站位置、各個(gè)充電站價(jià)格Cpr 1和電動(dòng)汽車(chē)自身型號(hào)（電池 容量與充電效率等）；6)上一步驟準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)發(fā)送至加密云計(jì)算服務(wù)器;7)電動(dòng)汽車(chē)等待足 夠的時(shí)間來(lái)接收來(lái)自云計(jì)算服務(wù)器反饋的最優(yōu)路線;8)將接收到的最優(yōu)路線顯示在電動(dòng)汽 車(chē)的顯示屏上；9)司機(jī)通過(guò)顯示屏獲知云計(jì)算服務(wù)器得到的當(dāng)前最優(yōu)路徑，當(dāng)不接受該最 優(yōu)路徑時(shí)，返回上述步驟6); 10)當(dāng)接受該最優(yōu)路徑時(shí)，發(fā)送接受的路徑信號(hào)到電動(dòng)汽車(chē)數(shù) 據(jù)庫(kù)；11)發(fā)送預(yù)期充電需求和接受信號(hào)到已選擇的充電站中。
[0078]應(yīng)用實(shí)例二，充電站需求。
[0079] 如圖4所示，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于充電站而言，具體過(guò)程包括如下步驟:1)獨(dú)立系統(tǒng) 運(yùn)行員解決的電網(wǎng)最優(yōu)功率問(wèn)題；2)估計(jì)整個(gè)電力市場(chǎng)的價(jià)格p m;3)獲取所有電動(dòng)車(chē)預(yù)計(jì) 所需充電tij時(shí)間和預(yù)計(jì)充電需求dij; 4)為每臺(tái)潛在的被連接的電動(dòng)車(chē)cpri找到最優(yōu)價(jià)格； 5)給電動(dòng)車(chē)發(fā)送計(jì)算的充電價(jià)格信號(hào);6)等待電動(dòng)車(chē)與云計(jì)算服務(wù)器通信并接收他們的最 佳路線決定;7)從所有潛在的電動(dòng)車(chē)接收器批準(zhǔn)/拒絕信號(hào)和期望在這個(gè)停車(chē)場(chǎng)充電的需 求;8)整合與其需求來(lái)估計(jì)總充電需求;9)發(fā)送估計(jì)充電需求到獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行員，為下一個(gè) 時(shí)刻更新價(jià)格信號(hào)。
[0080] 應(yīng)用實(shí)例三，多路徑對(duì)象選擇。
[0081] 如圖5所示，在實(shí)際本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法過(guò)程中，針 對(duì)多路徑對(duì)象選擇而言，具體過(guò)程包括如下步驟:a)對(duì)于每個(gè)駕駛員i，判斷電池剩余電量 是否滿(mǎn)足整個(gè)行程所需電量;b)當(dāng)電池剩余電量滿(mǎn)足整個(gè)行程所需電量時(shí)，判斷是否需要 給電池充電；cl)當(dāng)需要充電時(shí)，利用dijkstra算法為駕駛員i找出最低成本（駕駛成本)p (i) = [nl(i)，n2(i)，···，nk(i)] ;d)當(dāng)不需要充電時(shí)，利用dijkstra算法根據(jù)始發(fā)地和目的 地規(guī)劃最低成本路線；el)對(duì)于p(i) = [nl(i)，n2(i)，···，nk(i)]中每個(gè)節(jié)點(diǎn)nj(i)，利用 dijkstra算法找出對(duì)應(yīng)于它最低成本(運(yùn)輸成本+充電費(fèi)用)路徑的唯一充電站;c2)當(dāng)電池 剩余電量不滿(mǎn)足整個(gè)行程所需電量時(shí)，利用dijkstra算法為駕駛員i找出最低成本(駕駛成 本)P(i) = [nl(i)，n2(i)，···，nk(i)]，并找出電動(dòng)汽車(chē)該點(diǎn)后能量耗盡的節(jié)點(diǎn)nmax(i) ;e2) 對(duì)于p(i) = [nl(i)，n2(i)，···，nk(i)]中每個(gè)節(jié)點(diǎn)nj(i)，利用dijkstra算法找出對(duì)應(yīng)于它 最低成本(運(yùn)輸成本+充電費(fèi)用)路徑的唯一充電站;f)利用約束確保車(chē)輛中的電池可以到 達(dá)這些充電站mKi)之間耗盡，如果結(jié)果是可以信的即刪除選擇，如果充電站不符合約束， 駕駛員需在當(dāng)前點(diǎn)充電；g)在所有Hlj (i)中找出5個(gè)成本最低以及滿(mǎn)足約束的充電站，把他 們列為候選并提供給駕駛員。
[0082] 如圖6所示，一種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，包括：
[0083] 耦合模塊200,用于耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始 路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)；
[0084] 路徑優(yōu)化模塊400,用于實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息， 根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信息、電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格 參數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑；
[0085] 電網(wǎng)優(yōu)化模塊600,用于統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，根據(jù)每個(gè)充電站所需電量，采 用拉格朗日松弛算法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。
[0086] 本發(fā)明電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，耦合模塊200耦合電動(dòng)汽車(chē) 電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，路徑優(yōu)化 模塊400實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息、剩余電量信息，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)位置信息、剩余電量信 息、初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑，電 網(wǎng)優(yōu)化模塊600統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，采用拉格朗日松弛算法優(yōu)化電力網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)過(guò)程 中，將電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)耦合，一方面，采用dijkstra算法求解路徑優(yōu)化 減少充電、運(yùn)輸和耗時(shí)成本的總和，另一方面，針對(duì)每個(gè)充電站所需電量用拉格朗日松弛算 法，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)反饋優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)良好的協(xié)同優(yōu)化
[0087]如圖7所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，耦合模塊200包括：
[0088] 獲取單元220,用于獲取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地。
[0089] 初始價(jià)格確定單元240,用于根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)以及電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，確定充 電站初始價(jià)格參數(shù)。
[0090] 初始路徑確定單元260,用于根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)以及電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通 網(wǎng)絡(luò)，選取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路徑為 電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。
[0091] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，初始價(jià)格確定單元220包括：
[0092] 邊際價(jià)格獲取單元，用于根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)，獲取預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格。
[0093] 識(shí)別單元，用于根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，識(shí)別每個(gè)潛在需充電的電動(dòng)汽車(chē)， 當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)準(zhǔn)備在當(dāng)前充電站充電時(shí)，獲取每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷 量以及與當(dāng)前充電站的距離信息。
[0094]統(tǒng)計(jì)單元，用于根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷量以及與當(dāng)前 充電站的距離信息，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前充電站的電量需求總量。
[0095]更新單元，用于根據(jù)電量需求總量，更新預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格，獲得充電站初 始價(jià)格參數(shù)。
[0096]在其中一個(gè)實(shí)施例中，初始路徑確定單元260包括：
[0097] 多路徑獲取單元，用于根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，獲取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目 的地之間多條路徑。
[0098] 多路徑充電費(fèi)用計(jì)算單元，用于根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)，分別計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)始 發(fā)地和目的地之間多條路徑充電費(fèi)用。
[0099] 選取確定單元，用于選取電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且 行駛路徑最優(yōu)的路徑為電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。
[0100] 如圖7所示，在其中一個(gè)實(shí)施例中，路徑優(yōu)化模塊400包括：
[0101] 實(shí)時(shí)獲取單元420,用于實(shí)時(shí)獲取電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息。
[0102] 能量耗盡節(jié)點(diǎn)確定單元440,用于當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)剩余電量不滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)從當(dāng)前位 置行駛至目的地時(shí)，根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)初始路徑，采用dijkstra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低行駛成 本路徑以及電動(dòng)汽車(chē)在最低行駛成本路徑中能量耗盡的節(jié)點(diǎn)。
[0103]最低成本計(jì)算單元460,用于根據(jù)充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找電 動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的待充電站，其中，最低成本包括最低行駛成本和最低充電成本。
[0104] 充電站選擇單元480,用于當(dāng)待充電站比能量耗盡的節(jié)點(diǎn)更靠近電動(dòng)汽車(chē)目的地 時(shí)，剔除已查找的候選充電站，控制最低成本計(jì)算單元460重新執(zhí)行根據(jù)充電站初始價(jià)格參 數(shù)，采用d i j ks tra算法查找電動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的候選充電站的操作。
[0105] 以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟： 耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初 始價(jià)格參數(shù)； 實(shí)時(shí)獲取所述電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息，根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē) 位置信息、所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)， 采用d i j ks tra算法查找所述電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑； 統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，根據(jù)所述每個(gè)充電站所需電量，采用拉格朗日松弛算法優(yōu) 化所述電力網(wǎng)絡(luò)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所 述耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始 價(jià)格參數(shù)的步驟包括： 獲取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地； 根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)以及所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，確定充電站初始價(jià)格參數(shù)； 根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)以及所述電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，選取所述電動(dòng)汽車(chē) 始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路徑為所述電動(dòng)汽車(chē)初始 路徑。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所 述根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)以及所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，確定充電站初始價(jià)格參數(shù)的步驟 包括： 根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)，獲取預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格； 根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，識(shí)別每個(gè)潛在需充電的所述電動(dòng)汽車(chē)，當(dāng)所述電 動(dòng)汽車(chē)準(zhǔn)備在當(dāng)前充電站充電時(shí)，獲取每臺(tái)所述電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷 量以及與所述當(dāng)前充電站的距離信息； 根據(jù)每臺(tái)所述電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷量以及與所述當(dāng)前充電站的距 離信息，統(tǒng)計(jì)所述當(dāng)前充電站的電量需求總量； 根據(jù)所述電量需求總量，更新所述預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格，獲得充電站初始價(jià)格參 數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所 述根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)以及所述電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，選取所述電動(dòng)汽車(chē)始 發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路徑為所述電動(dòng)汽車(chē)初始路 徑的步驟包括： 根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，獲取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地之間多條路 徑； 根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)，分別計(jì)算所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地之間多條路徑 充電費(fèi)用； 選取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路 徑為所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所 述實(shí)時(shí)獲取所述電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息，根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)位 置信息、所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)，采 用d i j ks tra算法查找所述電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑的步驟包括： 實(shí)時(shí)獲取所述電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息； 當(dāng)所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量不滿(mǎn)足所述電動(dòng)汽車(chē)從當(dāng)前位置行駛至所述目的地時(shí)，根據(jù) 所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑，采用dijkstra算法查找所述電動(dòng)汽車(chē)最低行駛成本路徑以及所述 電動(dòng)汽車(chē)在所述最低行駛成本路徑中能量耗盡的節(jié)點(diǎn)； 根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找所述電動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的 候選充電站，其中，所述最低成本包括最低行駛成本和最低充電成本； 當(dāng)所述待充電站比所述能量耗盡的節(jié)點(diǎn)更靠近所述電動(dòng)汽車(chē)目的地時(shí)，剔除已查找的 所述候選充電站，返回所述根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找所述電 動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的候選充電站的步驟。6. -種電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括： 耦合模塊，用于耦合電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力網(wǎng)絡(luò)，獲得所述電動(dòng)汽車(chē)初始路 徑以及充電站初始價(jià)格參數(shù)； 路徑優(yōu)化模塊，用于實(shí)時(shí)獲取所述電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信 息，根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)位置信息、所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信息、所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑以及 充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找所述電動(dòng)汽車(chē)最低成本路徑； 電網(wǎng)優(yōu)化模塊，用于統(tǒng)計(jì)每個(gè)充電站所需電量，根據(jù)所述每個(gè)充電站所需電量，采用拉 格朗日松弛算法優(yōu)化所述電力網(wǎng)絡(luò)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所 述耦合模塊包括： 獲取單元，用于獲取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地； 初始價(jià)格確定單元，用于根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)以及所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，確定 充電站初始價(jià)格參數(shù)； 初始路徑確定單元，用于根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)以及所述電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通 網(wǎng)絡(luò)，選取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且行駛路徑最優(yōu)的路 徑為所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所 述初始價(jià)格確定單元包括： 邊際價(jià)格獲取單元，用于根據(jù)所述電力網(wǎng)絡(luò)，獲取預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格； 識(shí)別單元，用于根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地，識(shí)別每個(gè)潛在需充電的所述電動(dòng) 汽車(chē)，當(dāng)所述電動(dòng)汽車(chē)準(zhǔn)備在當(dāng)前充電站充電時(shí)，獲取每臺(tái)所述電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí) 間、所需的電荷量以及與所述當(dāng)前充電站的距離信息； 統(tǒng)計(jì)單元，用于根據(jù)每臺(tái)所述電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期的充電時(shí)間、所需的電荷量以及與所述 當(dāng)前充電站的距離信息，統(tǒng)計(jì)所述當(dāng)前充電站的電量需求總量； 更新單元，用于根據(jù)所述電量需求總量，更新所述預(yù)設(shè)充電站節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格，獲得充電 站初始價(jià)格參數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所 述初始路徑確定單元包括： 多路徑獲取單元，用于根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)電氣化交通網(wǎng)絡(luò)，獲取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地 和目的地之間多條路徑； 多路徑充電費(fèi)用計(jì)算單元，用于根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)，分別計(jì)算所述電動(dòng)汽 車(chē)始發(fā)地和目的地之間多條路徑充電費(fèi)用； 選取確定單元，用于選取所述電動(dòng)汽車(chē)始發(fā)地和目的地多個(gè)路徑中充電費(fèi)用最便宜且 行駛路徑最優(yōu)的路徑為所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣化交通網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于， 所述路徑優(yōu)化模塊包括： 實(shí)時(shí)獲取單元，用于實(shí)時(shí)獲取所述電動(dòng)汽車(chē)位置信息以及所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量信 息； 能量耗盡節(jié)點(diǎn)確定單元，用于當(dāng)所述電動(dòng)汽車(chē)剩余電量不滿(mǎn)足所述電動(dòng)汽車(chē)從當(dāng)前位 置行駛至所述目的地時(shí)，根據(jù)所述電動(dòng)汽車(chē)初始路徑，采用dijkstra算法查找所述電動(dòng)汽 車(chē)最低行駛成本路徑以及所述電動(dòng)汽車(chē)在所述最低行駛成本路徑中能量耗盡的節(jié)點(diǎn)； 最低成本計(jì)算單元，用于根據(jù)所述充電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找所述 電動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的待充電站，其中，所述最低成本包括最低行駛成本和最低充電成 本； 充電站選擇單元，用于當(dāng)所述待充電站比所述能量耗盡的節(jié)點(diǎn)更靠近所述電動(dòng)汽車(chē)目 的地時(shí)，剔除已查找的所述候選充電站，控制所述最低成本計(jì)算單元重新執(zhí)行根據(jù)所述充 電站初始價(jià)格參數(shù)，采用dijkstra算法查找所述電動(dòng)汽車(chē)最低成本對(duì)應(yīng)的候選充電站的操 作。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK106042963SQ201610446084
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】王成建, 印鑒
【申請(qǐng)人】廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究院, 中山大學(xué)