本发明涉及电动汽车充电负荷时空领域，尤其涉及一种交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制方法及装置。
背景技术：
1、随着化石能源的日益枯竭和环境问题的严重加剧，电动汽车因其高能效和低排放等优点，近年来蓬勃发展。然而，大规模电动汽车充电将增大配电网的负载并改变原有电力负荷的时空分布，进而对配电网的规划和运行带来不可忽视的影响。同时，城市充电设施的建设和优化布局也需要以电动汽车充电负荷时空分布为研究基础。因此，电动汽车充电负荷时空分布的预测具有重要意义。
2、作为一种交通工具，电动汽车在城市路网中行驶，并接入配电网进行充电。因此，电动汽车充电负荷时空分布与其用户的路径选择和充电行为密切相关。现有的电动汽车充电负荷时空分布预测方法，多数假设用户都根据给定的拥堵情况选择出行时间最短路径，没有充分考虑用户路径选择对道路拥堵情况的影响。这一路径选择原则在交通领域中被称为全有全无原则。全有全无原则由于没有充分考虑用户路径选择之间的拥堵效应和相互影响，因而更适用于刻画非拥堵路网中用户的路径选择。
3、随着城市的不断发展，交通拥堵问题在城市路网中日益突出。在交通领域中，用户均衡原则考虑了用户路径选择之间的拥堵效应和相互影响，能更真实的反映在拥堵的城市路网中用户的路径选择。用户均衡的核心思想是，当用户在路网中选择路径时，他们会考虑到路网中其他用户的路径选择所产生的交通拥堵。如果一条道路上的交通流量增加，产生拥堵，那么其他用户可能会选择不同的路径，以避开拥堵。在用户均衡的状态下，每个用户都无法通过独自改变自己的路径来减少出行时间。在用户均衡原则的基础上，动态用户均衡原则进一步考虑了交通系统的动态特性，即用户根据出发时间和当前的交通路况选择出行路径。因此，在电动汽车充电负荷时空分布预测中考虑交通动态均衡可以得到更真实的路径选择，从而实现电动汽车充电负荷的准确预测。
4、同时，城市路网中建有多样的充电设施，主要包括：快充站、配有慢充设施的停车场等。然而，上述传统的充电设施往往局限于固定位置，给电动汽车用户带来一定的不便。移动充电车的灵活性和便携性让它成为了城市交通中不可或缺的存在。在传统的充电基础设施不够或不可用的情况下，移动充电车可以在路边为电动汽车用户提供紧急充电服务。因此，电动汽车用户的充电行为通常可分为两种：一是在出行途中选择前往快充站或接入移动充电车进行快速充电(简称“快充行为”)；二是到达目的地后，将车辆连接到停车场内的慢充桩进行充电(简称“慢充行为”)。这两种充电行为互为补充，以满足电动汽车用户一天的出行需求。因此，有必要开展考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同预测的研究，为分析或评估大规模电动汽车接入对城市配电网潮流的影响提供理论和技术方法支撑。
技术实现思路
1、本发明提供了一种交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制方法及装置，本发明采用交通领域中的动态用户均衡原则以真实反映用户在拥堵的城市路网中的路径选择；城市路网中建设有多种充电设施，电动汽车用户在途快充和目的地慢充两种充电行为互为补充以完成其出行需求；本发明以实现电动汽车多类型充电负荷准确预测，进一步为分析或评估大规模电动汽车接入对城市配电网潮流的影响提供理论和技术方法支撑，详见下文描述：
2、第一部分、一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制方法，所述方法包括：
3、在路径选择模型中，ev用户以最大化出行链效用为目标作出路径选择，包括：出行路径和在途充电位置的选择；
4、在交通-充电仿真模型中，根据ev用户的路径选择对出行链中的行驶、停车、快充和慢充行为进行仿真，得到ev快充、慢充负荷以及交通拥堵的时空分布；
5、当所有ev用户都完成了出行链，根据交通-充电仿真模型的结果对交通拥堵情况进行更新；
6、在下一次的迭代中，用户根据已更新的交通拥堵情况调整其路径选择，一旦满足动态用户均衡收敛判据，迭代停止，输出动态用户均衡状态下的ev快充、慢充负荷时空分布；
7、根据ev快充、慢充负荷时空分布的预测结果对配电网的潮流分布进行控制。
8、其中，所述路径选择模型为：
9、构建电动汽车用户出行链：采用出行链描述单体ev用户每日的多次连续出行，包括从出发点到一个或多个中间目的地，再返回到出发点的全过程；
10、每个单体ev用户以最小化出行时间为目标进行路径选择，实现出行链效用的最大化：
11、
12、式中，uq表示ev用户q的出行链效用；uam,q表示ev用户q在目的地dm,q处进行活动的效用；utm,q表示ev用户q完成第m次出行的效用；
13、选择出行路径和在途快充位置：
14、
15、式中，esm,q为ev用户q准备离开起点sm,q时的电池电量；为在时间li进入路段(i,j)时在路段(i,j)上的预计行驶速度，lij为路段(i,j)的长度；为ev用户q以恒定速度驶过路段(i,j)所需要的能耗；emin为电池电量安全裕度；
16、ev用户q选择快充站k的目标函数为：
17、
18、
19、
20、式中，和分别为路径和的预计出行时间；为ev用户q在快充站k的预计充电时间；eb为电池容量；
21、
22、式中，pf为快充功率。
23、其中，所述出行链中的行驶、停车、快充和慢充行为具体为：
24、确定在途的停车、快充行为：ev用户q到达在途快充位置k(c)的时间和到达时的电量为：
25、
26、
27、充电结束时间为：
28、
29、根据ev用户的在途快充位置和相应的充电起始、结束时间确定快充负荷的时空分布；
30、确定到达目的地后的停车、慢充行为：ev用户q到达目的地dm，q的时间和到达时的电量计算如下：
31、当ev用户q在途快充完成第m次出行时：
32、
33、
34、当ev用户q不需要在途快充来完成其第m次出行时：
35、
36、
37、其中，
38、
39、tpm，q＝tdm+1，q-tam，q＞tsmin
40、ψ(dm，q)＝1
41、式中，ψ(dm，q)为二进制变量；ev用户q离开目的地dm，q的时间tdm+1，q为：
42、
43、如果ev用户q在目的地dm，q接入慢充，慢充开始时间即为到达目的地dm，q的时间，充电结束时的电池电量和充电结束时间分别为：
44、esm+1，q＝max{eb，edm，q+tpm，q·ps}
45、tsm，q＝tam，q+(esm+1，q-edm，q)/ps
46、式中，ps为慢充功率，根据ev用户的目的地位置和相应的充电起始、结束时间，确定慢充负荷的时空分布。
47、第二部分、一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制装置，所述装置包括：
48、路径选择模块，ev用户以最大化出行链效用为目标作出路径选择，包括：出行路径和在途充电位置的选择；
49、交通-充电仿真模块，根据ev用户的路径选择对出行链中的行驶、停车、快充和慢充行为进行仿真，得到ev快充、慢充负荷以及交通拥堵的时空分布；
50、更新模块，用于当所有ev用户都完成了出行链，根据交通-充电仿真模型的结果对交通拥堵情况进行更新；
51、迭代模块，用于在下一次的迭代中，用户根据已更新的交通拥堵情况调整其路径选择，一旦满足动态用户均衡收敛判据，迭代停止，输出动态用户均衡状态下的ev快充、慢充负荷时空分布；
52、控制模块，用于根据ev快充、慢充负荷时空分布的预测结果对配电网的潮流分布进行控制。
53、第三部分、一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制装置，所述装置包括：处理器和存储器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器调用存储器中存储的程序指令以使装置执行第一部分中的任一项所述的方法。
54、第四部分、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被处理器执行时使所述处理器执行第一部分中的任一项所述的方法。
55、本发明提供的技术方案的有益效果是：
56、1)本发明充分考虑电动汽车用户路径选择之间的拥堵效应和相互影响，以动态用户均衡原则真实反映拥堵路网中电动汽车用户的路径选择，从而实现电动汽车充电负荷时空分布的准确预测；
57、2)本发明充分考虑电动汽车用户快充、慢充两种充电行为的互补性，实现电动汽车多类型充电负荷协同预测，为分析或评估大规模电动汽车接入对城市配电网的影响提供理论和技术方法支撑。
1.一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制方法，其特征在于，所述路径选择模型为：
3.根据权利要求1所述的一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制方法，其特征在于，所述出行链中的行驶、停车、快充和慢充行为具体为：
4.一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制装置，其特征在于，所述装置包括：
5.一种考虑交通动态均衡的电动汽车多类型负荷协同控制装置，其特征在于，所述装置包括：处理器和存储器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器调用存储器中存储的程序指令以使装置执行权利要求1-3中的任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-3中的任一项所述的方法。
