基于Voronoi图和改进引力搜索算法的电动汽车充电站选址定容

赵炳耀，陈璟华，郭经韬，陈友鹏，张兆轩

（1. 广东工业大学 自动化学院，广东 广州 510006；2. 中国能源建设集团 广东省电力设计研究院有限公司，广东 广州 510663）

随着日益严峻的环境污染与化石能源问题，世界各国大力推进汽车电气化，把禁售燃油汽车提上日程，如荷兰、挪威禁售时间是2025年，印度是2030年，法国是2040年。我国采用分区域、分车类、分阶段的方案，有望于2050年全面退出燃油汽车[1]。随着电动汽车数量快速增多，充电站数量也迅速增长。截止2019年9月，我国充电设施数量达到111.5万座，是国内加油站数量的10倍[2]。尽管充电站数量庞大，但是充电难问题依然存在。充电站分布不合理、“跑马圈地”式建设导致充电站要么不堪重负，要么闲置率极高。因此充电站的合理规划非常必要。

电动汽车充电站选址定容问题是多变量、多约束、高维度的非线性优化问题。目前，该问题的研究仍处在起步阶段，尚未形成完整的理论体系。文献[3]提出交通满意度模型，结合加权Voronoi图和遗传算法，进行多场景分析；文献[4]提出目标为最大充电网络服务能力和最小配电系统网络损耗的多目标优化模型，模糊化处理后采用遗传算法进行求解；文献[5]综合考虑充电站建设成本与用户广义充电成本，引入便捷系数概念，提出多种规划目标的取值建议；文献[6]提出以最大化满足路径中需求与最小化平均等待时间为目标的混合整数规划模型，求解后得出选址定容问题的3大关键要素；文献[7]通过分析用户出行行为和充电习惯，提出兼顾运营商利益与用户充电需求的规划模型；……