【精彩论文】5G-V2X辅助下基于站点区域类型的城市充电站规划方法

观点凝练

摘要：5G技术发展使用户能够通过车联网和V2X（vehicle to everything）技术快速获取周围物理环境的信息。车辆、电网运营商等也能根据路网信息进行更好的资源分配与调度，从而促进现代化智慧交通、智慧城市等发展战略的实现。考虑到现代化城市不同区域承担着不同功能，在车辆停靠、电网容量、土地约束、成本价格等方面具有不同特征，为优化充电站部署，建立了V2X辅助下城市区域特征差异充电站模型。考虑实际情况，引入M/M/S/K排队模型和用户充电决策模型对用户行为进行刻画。进一步建立优化模型，在用地面积、电网容量以及服务需求的约束下，通过充电站点选择和充电桩部署，最大化运营商收益。为求解该问题，设计了一种基于站点容量和用户充电行为的充电站网络规划方法，首先求解给定站点的最优充电桩部署数目，然后对候选站点进行筛选聚合实现充电站网络优化。仿真验证了所提优化方法的有效性，所提充电站网络优化方法能够有效提高站点内充电桩利用率，减少运营商建设成本，提升运营商整体盈利。
结论：本文研究了V2X辅助下城市区域特征差异充电站网络布局规划和充电桩数量优化问题，主要结论如下。

（1）研究了5G场景下商业充电站网络的充电站特征，对影响充电站网络较为关键的因素，如车辆停靠、电网容量、土地约束、成本价格等进行了定义，建立了具有区域差异的充电站模型。

（2）建立了用户充电过程模型，同时考虑了车辆到达和停靠独立分布的特性，基于M/M/S/K排队模型和用户充电决策模型，对用户充电过程进行刻画。

（3）考虑到充电速率和建设成本等因素，将充电桩细分为快充型充电桩和慢充型充电桩，并将其引入充电站模型和充电过程模型，使得研究更加贴近实际情况。

（4）提出了一种充电网络规划方法，分别对充电站站点选取和充电桩数目进行优化，并以传统规划方法作参照，验证了所提优化方法的有效性。结果表明，所提充电站网络优化方法能够有效提高站点内充电桩利用率，减少运营商建设成本，进而提升运营商整体盈利。

在本文研究的基础上，可进一步在用户到达模型中引入博弈模型刻画用户实际充电决策过程；另一方面，可通过研究5G-V2X设备部署对电动车充电决策的影响，进一步完善充电站网络规划。

引文信息

熊轲, 吴思宇, 郑海娜, 等. 5G-V2X辅助下基于站点区域类型的城市充电站规划方法[J]. 中国电力, 2021, 54(3): 89-98.XIONG Ke, WU Siyu, ZHENG Haina, et al. 5g-v2x-based vehicle charging station planning method considering different land-use types[J]. Electric Power, 2021, 54(3): 89-98.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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