(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202110797973.2 (22)申请日 2021.07.15 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫 200号 (72)发明人 吴宇翔　王琪　黄京礼　杨伟　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 代理人 岑丹 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于双层规划的电动公交快充站经济 性充电方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于双层规划的电动公 交快充站经济性充电方法。 上层模 型为充电服务 费定价的运营商效益模型， 以运营商的运行年收 益最大化为目标， 考虑公交公司对 纯电动公交车 的使用情况， 同时考虑到电池寿命期末的回收价 值， 对充电电价进行优化； 下层模型为充电负荷 优化的公交公司成本模型， 以电动公交充电站日 充电成本最小为目标， 同时考虑运营条件约束， 对站内电动公交的充电行为进行调度。 利用鸡群 优化算法对 上下层模型进行迭代， 计算出最佳日 充电策略及最优服务费定价策略。 本发明实行分 时服务费， 对电动公交的充电行为进行有效引 导， 有利于平抑充电负荷波动， 实现运营商与公 交公司双方利益 最大化。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 113919966 A 2022.01.11 CN 113919966 A 1.一种基于双 层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 根据充电负荷的变化把24h划分为若干个峰、 平、 谷时段， 对各个时段分别制定 不同的服 务费标准； 步骤二、 以公交公司对纯电动公交的使用意愿为决策变量， 以运营商运行电动公交快 充站的年收益 最大为目标函数建立上层规划模型； 步骤三、 以电动公交快充站 的各种运营条件为决策变量， 以电动公交充电站日充电成 本最小为目标函数建立下层规划模型； 步骤四、 采用鸡群优化算法求解上层规划模型， 初始化电动公交日充电的起始时刻和 终止时刻， 把每个时段的充电服务费作为个体变量， 计算其适应度， 通过不断迭代更新鸡群 位置确定充电服 务费的决策 方案； 步骤五、 根据上层规划模型给定的各时段的充电总价， 使用CPLEX优化工具对下层问题 进行求解， 确定最佳充电策略， 并反馈给 上层规划模型； 步骤六、 上层规划模型根据下层规划模型反馈的信息调整电价方案并做出新的决策， 判断是否达到最大迭代次数， 达到则输出双层规划模型全局最优解； 反之则返回步骤三， 继 续迭代， 直到 达到最大迭代次数。 2.如权利要求1所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在于， 步骤一制定的服 务费标准包括两种， 分别为： 方案一： 以平时段的服 务费为固定服 务费， 峰、 谷时段服 务费为： Sp＝(1+kp)·Sl St＝(1+kt)·Sl 式中Sp， Sl， St分别为峰平谷时段的分时服务费； kp为峰时段的服务费变化率； kt为谷时 段的服务费变化 率； 方案二： 使用全日固定充电服 务费方案： Sp＝Sl＝St。 3.如权利要求1所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在于， 建立的上层规划模型表示 为： maxIope＝Isell‑Cbuy‑Ccon 式中， Iope运营商的运行年收益； Isell为运营商向公交公司收取的年售电收益； Cbuy为运 营商向电力公司支付的年购电成本； Ccon为运营商投资 建站的等 年值费用。 4.如权利要求2所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在于， 运营商向公交公司收取的年售电收益计算公式为： 式中， Pi为充电站第i时的耗电量； Si为充电站第i时的服 务费； 运营商向电力公司支付的年购电成本计算公式为： 式中， Ci为某地区第i时的分时电价； Ccap为需量电费；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113919966 A 2运营商投资 建站的等 年值费用计算公式为： Ccon＝Cbui+Copm 式中， Cbui为一次建设成本； Copm为二次运营成本 。 5.如权利要求3所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在于， 一次建设成本Cbui包括： 供电站系统设备购置的等年值费用C1sub、 充电系统设备购置的等年 值费用C1cha、 监视系统设备购置的等 年值费用C1mon以及其他成本C1els， 计算公式为： 式中r为贴现率； n 为运营年限； 二次运营成本 Copm包括人工成本 C2wag以及设备维护费C2mai， 计算公式为： Copm＝C2wag+C2mai。 6.如权利要求1或2所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在 于， 所述上层规划模型的约束条件为： Cgbus≥Cebus 式中， Cgbus为燃气车的使用成本； Cebus为纯电动公交车的使用成本； 其中： Cgbus＝Cbuyg+Ccomg+Crig 式中Cbuyg为购车成本； Ccomg为能耗费用； Crig为经营权使用费用； Cebus＝Cbuye+Cchae‑Cres 式中Cbuye为购车成本； Cchae为充电电费； Cres为电动公交残值收入。 采用双倍递减法来计算第a年的电动公交残值收入， 则在达到折旧年限Ya时的电动公交 残值收入Cres表示为： 式中， Cbat为纯电动汽车动力电池成本 。 7.如权利要求1所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在于， 步骤三以电动公交充电站日充电成本最小为目标建立下层规划模型， 步骤三所建立的下层 规划模型表示 为： 式中， Cj为分时电价； Pc为充电机的额定充电功率； Xnt表示第n辆电动公交在t时刻时的 充电状态， “0”、“1”分别表示该电动公交为 “未充电”、“充电”状态； Δt表 示电动公交的单位 充电时间， Sj为充电站第j时的服 务费， N表示电动公交车的总数， T表示 一天24小时。 8.如权利要求1或6所述的基于双层规划的电动公交快充站经济性充电方法， 其特征在 于， 下层规划模型的约束条件为： (1)充电桩数量约束： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113919966 A 3