本发明涉及充电桩规划领域，具体涉及一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统。
背景技术：
1、近年来由于不可再生资源的稀缺以及全球气候变暖，引起了全球对于环境可持续性的关注。为了实现更清洁和可持续的交通未来，推广新能源汽车变得很重要。目前国内各大主要城市市区均已建成相当数量的充电站，电动汽车已经基本可以无焦虑地完成市内出行。然而，目前城际路网中充电基础设施建设不足，充电设施数量少，对于电动汽车长途出行构成一定挑战。除了充电桩难找之外，电动汽车续航的实际里程也是影响出行的重要因素。
2、电动汽车充电站规划问题主要是充电站如何选址，以满足交通网络中电动汽车出行需求。早期关于电动汽车充电站选址问题的研究主要依据加油站的选址研究。该领域最早提出的加油站选址模型，是假设所有交通流遵循最短路规则，从而分配交通网络中每个od对(o：origin,起点；d：destination，终点)的流量。该研究建立了一个混合整数规划模型，目标是通过选择一组节点来确定加油站的位置，从而最大化可行往返次数或者满足最大化覆盖需求。后续开始出现关于续航不确定性的研究，但是相关研究项目和成果非常少。而且对于续航不确定性的处理较为简单，现有相关模型还处在摸索阶段，模型简单且合理性有待探究。同样，近年来关于长途交通网络中充电站规划的研究已出现，这些研究没有考虑需求不确定性，因为长途路网中交通流出行需求相对于城市内部更加平稳。但是续航不确定性给长途出行带来的影响是可以预见的，因此本发明展开考虑续航不确定性的城际路网充电站规划问题研究，进一步给出了处理续航不确定性的合理方式，同时允许路径偏离以让模型更加贴近实际，同样也会考虑充电站容量来确定充电站选址定容方案。
技术实现思路
1、发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法与系统，给出了在续航不确定、路径可能偏离的情况下，如何在充电站容量限制下确定合理有效的充电站选址定容方案，以此实现新能源汽车在城际长途中能够得到很好的补能，缓解新能源汽车的城际出行焦虑。
2、技术方案：根据本发明的第一方面，提供一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法，包括以下步骤：
3、考虑续航不确定性设置电动汽车最小电池容量rmin，结合电动汽车最大电池容量rmax并考虑允许偏离最短路径，扩展原始的城际交通网络图，并确定电动汽车的充电策略为充电至足够行驶到下一充电站的电量即停止充电；
4、将充电站的排队模型构建为多服务台排队模型m/m/c模型；
5、基于扩展的城际交通网络图，在续航不确定下，从城际出行角度出发结合排队模型和充电策略建立关注成本因素的选址模型，所述选址模型以最小化电动汽车在途充电量、充电站的总固定成本和充电桩的可变成本以及电动汽车在充电站的排队等待时间成本为目标；
6、利用模拟退火算法在给定约束条件下求解选址模型，确定要建立充电站的节点位置以及每个充电站安装的充电桩数目。
7、根据本发明的第二方面，提供一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划系统，包括：
8、预处理模块，考虑续航不确定性设置电动汽车最小电池容量rmin，结合电动汽车最大电池容量rmax并考虑允许偏离最短路径，扩展原始的城际交通网络图，并确定电动汽车的充电策略为充电至足够行驶到下一充电站的电量即停止充电；
9、排队模型构建模块，将充电站的排队模型构建为多服务台排队模型m/m/c模型；
10、选址模型构建模块，基于扩展的城际交通网络图，在续航不确定下，从城际出行角度出发结合排队模型和充电策略建立关注成本因素的选址模型，所述选址模型以最小化电动汽车在途充电量、充电站的总固定成本和充电桩的可变成本以及电动汽车在充电站的排队等待时间成本为目标；
11、求解模块，利用模拟退火算法在给定约束条件下求解选址模型，确定要建立充电站的节点位置以及每个充电站安装的充电桩数目。
12、根据本发明的第三方面，提供一种充电站规划装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现第一方面所述的续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法的各步骤。
13、根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法的步骤。
14、有益效果：本发明在研究考虑充电站容量的选址规划问题时，以最小化在途充电量、充电站建设成本、充电桩成本以及排队时间成本为目标建模，模型采用模拟退火算法求解，在生成新解的过程中，选取新的节点作为充电站取决于该节点的交通流量，在充电站点添加充电桩取决于该节点的排队时间，反之亦然。本发明给出了考虑充电站容量下处理续航不确定性的合理选址方式，使得电动汽车充电的相关建模方法更加贴近实际。
1.一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，扩展原始的城际交通网络图的方法如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，排队模型的构建方法如下：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选址模型的目标函数形式如下：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对选址模型进行求解时，每个可行解以节点的交通流量作为充电站的选址依据，以节点的排队时间作为添加充电桩的依据；每个候选充电站中充电桩数量以预先定义的等级标准为参考。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预先定义的等级标准为四个级别{低、中、高、极高}，依次对应{5、10、20、30}个数的充电桩。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，模拟退火算法中，在每一轮子迭代中，通过加权随机方法根据以下规则从当前解转移到相邻解，若一条规则无法生成可行解，则随机切换到另一规则：
8.一种续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划系统，其特征在于，包括：
9.一种充电站规划装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的续航不确定性下考虑充电站容量的充电站规划方法的步骤。
