一种计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法

本发明涉及电动汽车充电导航，尤其是涉及一种计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法。

背景技术：

1、随着电动汽车保有量的快速增长以及高比例新能源接入电网，交通网与配电网的耦合关系日益加深。大规模电动汽车的无序充电行为不仅给配电网的安全稳定运行带来巨大压力，同时由于充电需求在空间和时间上的分布不均，极易导致部分充电场站排队拥堵，而偏远场站利用率低下的问题。此外，随着新型电力系统的建设，如何引导电动汽车这类灵活负荷去协同消纳远端富余的清洁能源，成为了亟待解决的关键难题。

2、为了缓解上述问题，目前的学术界与工业界提出了一些充电导航技术方案，在路径规划方面，传统的导航方案通常基于静态交通模型，仅以车辆出发时刻的路况数据为基础规划行驶轨迹。由于城市路网具有高度的时变性，这种缺乏动态滚动优化机制的单次规划无法应对车辆行驶途中突发拥堵等路况恶化情况，导致实际通行时间与能耗大幅增加，无法真实反映复杂的动态交通阻抗。其次，现有的经济性充电导航方案往往仅侧重于降低费用，通过推送实时电价引导车辆前往成本最低的场站，这种单一的价格导向忽略了多车博弈与群聚效应，极易导致大量车辆在同一时段涌入单一低价节点，不仅使得该场站排队时间急剧增加而严重降低用户体验，更会引发配电网局部重载甚至越限风险，威胁电网的安全运行。

3、但是，现有技术中存在以下问题：现有电动汽车充电导航方法中用户综合出行成本高、配网局部重载风险大且绿电消纳不足的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，以缓解现有电动汽车充电导航方法中用户综合出行成本高、配网局部重载风险大且绿电消纳不足的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，该方法包括：

3、获取目标电动汽车的导航请求，读取所述目标电动汽车的当前剩余电量、出行目的地和百公里电耗参数，并获取交通网络信息与充电网络信息；

4、基于所述百公里电耗参数和所述交通网络信息确定所述目标电动汽车通过每个路段的路段里程能耗；

5、基于所述当前剩余电量、所述出行目的地和每个路段的路段里程能耗对目标电动汽车的能耗状态进行研判，以判断是否触发充电导航，当研判结果满足充电导航条件时，根据所述当前剩余电量确定候选充电站集；

6、针对所述候选充电站集中的每个充电站，基于所述交通网络信息和所述充电网络信息确定综合出行效用成本和动态充电成本，根据所述出行效用成本和所述动态充电成本确定综合虚拟价格，利用所述综合虚拟价格从所述候选充电站集中筛选最优充电站，并生成初始导航路径；

7、控制所述目标电动汽车沿所述初始导航路径行驶，当所述目标电动汽车到达交通节点时，获取前方路段的实时交通阻抗，并判断所述实时交通阻抗与所述初始导航路径采用的规划阻抗的偏差是否超过预设阈值；

8、当所述偏差大于或等于所述预设阈值时，以当前交通节点作为新的起点，重新生成候选充电站集，并重新确定所述综合虚拟价格，基于重新确定后的综合虚拟价格更新所述最优充电站和初始导航路径，直至所述目标电动汽车抵达所述出行目的地。

9、在第一方面的一种实现方式，所述判断是否触发充电导航的判定条件表示为：

10、，

11、或，

12、，

13、其中，为目标电动汽车在时刻的当前剩余电量，为目标电动汽车从当前位置前往出行目的地所需的预计总耗电量，为计及里程焦虑与路况不确定性的能耗安全裕度系数，为电池额定容量，为电量预警阈值比例。

14、在第一方面的一种实现方式，所述综合出行效用成本基于所述交通网络信息和所述充电网络信息确定，按如下方式获取：

15、，

16、其中，为将行驶距离折算为成本，为将交通拥堵折算为时间成本，为将绿电指标折算为经济激励，为行驶总距离，为规划路径的规划阻抗，为目标站点的绿电使用系数。

17、在第一方面的一种实现方式，所述动态充电成本基于所述交通网络信息和所述充电网络信息确定，按如下方式获取：

18、，

19、其中，为动态充电成本，为目标充电站的实时电价，为车辆需求补能的总电量。

20、在第一方面的一种实现方式，所述利用所述综合虚拟价格从所述候选充电站集中筛选最优充电站，并生成初始导航路径的过程，包括：

21、以最小化所述综合虚拟价格为目标函数，在排队时间小于或等于预设排队时间容忍度且剩余里程大于或等于预设最低剩余里程的约束条件下，从所述候选充电站集中筛选出综合虚拟价格最低的充电站作为所述最优充电站；

22、采用路径规划算法生成从当前位置前往所述最优充电站的所述初始导航路径。

23、在第一方面的一种实现方式，所述判断是否触发充电导航的过程，还包括在不满足判定条件时，则跳过充电导航，基于路程行驶时间规划前往出行目的地的行驶路径，并更新目标电动汽车的状态，直至判定“本次导航结束”。

24、在第一方面的一种实现方式，所述路程行驶时间按照如下方式获取：

25、，

26、其中，为路程行驶时间，为路段长度，为实时行驶速度。

27、在第一方面的一种实现方式，所述路段里程能耗按照如下方式获取：

28、，

29、其中，为路段里程能耗，为目标电动汽车的百公里电耗参数。

30、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

31、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述判断是否触发充电导航的判定条件表示为：

3.根据权利要求1所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述综合出行效用成本基于所述交通网络信息和所述充电网络信息确定，按如下方式获取：

4.根据权利要求1所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述动态充电成本基于所述交通网络信息和所述充电网络信息确定，按如下方式获取：

5.根据权利要求1所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述利用所述综合虚拟价格从所述候选充电站集中筛选最优充电站，并生成初始导航路径的过程，包括：

6.根据权利要求1所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述判断是否触发充电导航的过程，还包括在不满足判定条件时，则跳过充电导航，基于路程行驶时间规划前往出行目的地的行驶路径，并更新目标电动汽车的状态，直至判定“本次导航结束”。

7.根据权利要求6所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述路程行驶时间按照如下方式获取：

8.根据权利要求1所述的计及动态阻抗与虚拟价格的电动汽车充电导航方法，其特征在于，所述路段里程能耗按照如下方式获取：