Yeni Enerji Araçlarının Şarj Davranış Analizi

Soyut

Son yıllarda Pekin'de yeni enerji araçları hızla gelişti. Bu da büyük bir şarj talebi yaratıyor. Yeni enerji araçlarının şarj davranışını doğru bir şekilde belirlemek ve Pekin'deki sosyal şarj yığınlarının (CART yığınları) kullanım etkisini değerlendirmek zor bir sorundur. Buna yanıt olarak bu makale, yeni enerji lojistiği araçlarının konumlandırma verilerine dayanarak yeni enerji lojistiği araçlarının şarj özellikleri analiz modelini oluşturdu. Ayrıca araç SOC'sini ve şarj elektriğini araştırdı ve şarj tesislerinin işletme verilerini kullanarak şarj tesislerinin işletiminin kullanım özelliklerini analiz etti. Son olarak bu makale, her bölgedeki şarj tesislerinin inşaat düzeyini değerlendirmek için bölgesel şarj tesisi yerleşim planının değerlendirme indeks sistemini oluşturdu.

Anahtar Kelimeler: yeni enerjili araç; şarj yığınının kullanım oranı; tesis yerleşim planının değerlendirme indeksi sistemi

1. Giriş

Şu anda dünyadaki tüm ülkeler güçlü bir şekilde yeni enerji araçları geliştiriyor ve Çin, gelişmekte olan yedi stratejik sektör arasında yer alıyor. Enerji tasarruflu ve yeni enerji araçlarının geliştirilmesi, Çin'de petrol tüketiminin azaltılması ve karbondioksit emisyonlarının azaltılmasına yönelik önemli önlemlerden biridir. Merkezi ve yerel yönetimler her düzeyde bu araçların geliştirilmesine büyük önem veriyor ve peş peşe çeşitli destekleyici ve geliştirici politikalar yayınlayarak yeni enerji araçlarının geliştirilmesi için iyi bir politika ortamı yaratıyor. Yeni enerji taşıt teknolojisi ve sanayileşme düzeyinin uluslararası karşılaştırmasında, Çin'in yeni enerji taşıt teknolojisi sanayileşme ölçeği dünyada ilk sırada yer alıyor; fişli, genişletilmiş menzilli, saf elektrikli ve diğer teknik rotaların yanı sıra yavaş şarj, hızlı şarjı da kapsıyor. pil değiştirme, kablosuz şarj, çift kaynaklı hızlı şarj ve diğer enerji kaynağı modları.

Son yıllarda Çin'in yeni enerjili araç endüstrisi, endüstri standartları, endüstriyel ittifak, kurumsal düzen, teknoloji araştırma ve geliştirme konularında önemli ilerleme kaydetti. Danıştay, Maliye Bakanlığı, Devlet Vergi İdaresi ve Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, sağlıklı kalkınma, çevre koruma, enerji tasarrufu ve enerji tasarrufunda önemli rol oynayan yeni enerji araçlarına yönelik bir dizi destekleyici politika yayınladı. Yeni enerji araçlarının sürdürülebilir gelişimi.

Temmuz 2020'de Pekin, 279.800 özel elektrikli araç ve 70.600 kamu elektrikli aracı (20.100 yük vagonu dahil) dahil olmak üzere 350.400 tamamen elektrikli aracı tanıttı. Toplamda 215.500 şarj kazığı inşa edildi. Özel alanlarda yaklaşık 161.800 şarj yığını ve kamusal alanlarda yaklaşık 46.700 şarj yığını bulunmaktadır; bunların yaklaşık 28.100'ü sosyal kamusal şarj yığını ve 18.600 dahili kamusal şarj yığınıdır. Özel alanda 7000'e yakın şarj kazığı inşa edildi.

Ekolojik uygarlık ve kirliliğin önlenmesi ve kontrolüne ilişkin ulusal ve Pekin politikalarının etkisi altında Pekin, son yıllarda yeni enerji kamyonlarının hızlı gelişimini teşvik eden yeni enerji kamyonları için geçiş hakkı ve işletme teşvik politikaları yayınladı. 2015'ten bu yana, yeni enerji kamyonlarının ölçeği 300'den 20.000'e çıktı ve yıllık ortalama 4.000 büyüme oranı var. Araç ölçeğinin büyümesi, şarj talebinde de artışa yol açacak. Yük araçlarının şarj talebinin karşılanması şarj tesisleri açısından oldukça önemlidir. Ancak araştırmaya göre Pekin'de kamuya açık şarj tesisleri alanında düşük kullanım oranı, zayıf uygulanabilirlik ve kolaylık eksikliği gibi bazı sorunlar var. Bunun temel nedenleri şunlardır: Birincisi, şarj tesislerinin arzının şarj talebiyle eşleşmemesi, bazı şarj istasyonlarında zombi yığınlarına veya kuyrukta şarj olgusuna yol açarak bölgesel farklılaşma ve dengesiz kullanım verimliliği ortaya çıkması; ikincisi, bazı sosyal kazık inşaat standartları tüm modellere uygulanamaz. Sosyal kazık inşaatının ilk aşamasında, esas olarak binek araçları korumak amaçlanıyor ve voltaj platformunun büyük araçların şarj gereksinimlerini karşılaması zor. Üçüncüsü, şarj istasyonlarının yönetimi mevcut değil ve petrol araçlarının yer kaplaması, yığınlar ve elektrik kullanması olgusu sıklıkla yaşanıyor. Bu nedenle, mevcut yükleme yığınlarının kullanımındaki bölgesel farklılıkların tam olarak analiz edilmesi ve farklılıkların derindeki nedenlerinin araştırılması acildir. Bu makale, her bir aracın sürüş yolu verilerini her gün çıkarmak ve analiz etmek, sosyal şarjlı yığın yük taşıtı kullanıcı gruplarının şarj davranışını ve talebini analiz etmek ve tahmin etmek ve hizmet etkisini değerlendirmek için Beijing Electric lojistik araçlarının geçmiş verilerini kullanacak. Mevcut şarj tesisleri. Yönetim çalışması teorik temel sağlar, işletmelerin şarj tesislerinin inşaat yönüne rehberlik eder, erişilebilirlik, uygulanabilirlik ve uygunluk ilkelerine dayalı olarak kamuya açık şarj kazık yük araçlarının şarj talebini karşılar ve elektrikli araçların yük taşımacılığında uygulanmasına yönelik garanti sağlar. endüstri.

2. İncelenen Dergiler

Saf elektrikli araçların özelliklerinin ve saf elektrikli araçların çalışmasının analizine dayanarak, son yıllarda saf elektrikli araçların işletimi ve saf elektrikli araçların çalışma rotasının optimizasyonu üzerine çok sayıda araştırma yapılmıştır.

Araç şarj istasyonları ve şarj yığınlarının yer seçimi ve yerleşim planı açısından Wang Xiaobo [1], Shenzhen'i örnek alarak saf elektrikli yük araçlarına yönelik şarj tesislerinin mekansal yerleşim planlamasını inceledi. Hu [2], yüzen araba verilerine dayanarak yeni enerjili araç şarj istasyonlarının konumunu ve düzenini inceledi. Yazar, şarj alanı-zaman talebinin maksimum kapsama modelini önerdi ve belirli sayıda şarj istasyonu altındaki şarj istasyonlarının en uygun konumunu ve yerleşim alanını araştırdı. Wang [3] Pekin'in Tongzhou Bölgesi'ndeki saf elektrikli taksi şarj istasyonlarının yerleşim planlamasını inceledi. Tongzhou Bölgesi'nin fiili durumuna göre, saf elektrikli taksi şarj istasyonu yerleşim planının optimizasyon modeli ve optimal konfigürasyon modeli uygulandı ve doğrulandı. Liu [4], üç ağın entegrasyonu altında şarj servis ağının planlanmasını ve işletilmesini inceledi. Yazar, şarj servis ağının temel unsurları ve gelişim biçimi üzerine yapılan araştırmaya dayanarak, elektrikli araç kümesi ölçeklendirme ve şarj yükü tahmin yöntemini birden fazla faktörün etkisi altında özetlemiştir.

Şarj altyapısının planlanması ve tasarlanması açısından Liu [5], UCINET analiz aracını kullandı. Bu makale, şarj altyapısının piyasaya tanıtılması ve pazarın genişletilmesi aşamasında endüstriyel zincirdeki çeşitli paydaşların nokta merkeziliğini ve ara merkeziliğini analiz etmekte ve nokta merkeziliğine dayalı olarak sırasıyla iki aşamanın ağ ilişki haritalarını çizmektedir. Liu [6] elektrikli araç şarj istasyonunun kapsamlı performans değerlendirmesini incelemiş ve planlama, inşaat ve işletme yönetiminde farklı şarj modlarına sahip şarj istasyonları için referans ve rehberlik sağlayan elektrikli araç şarj istasyonunun kapsamlı performans değerlendirme indeks sistemini önermiştir. indeks değerlendirme standardındaki iki şarj modu. Li [7], yeni enerji araçlarının şarj yığını kaynaklarını açık artırma mekanizmasına dayalı olarak incelemiş ve açık artırma mekanizmasına dayalı bir şarj yığını tahsisi ve fiyatlandırma mekanizması önermiştir. İlk olarak, kazık yüklemenin asıl sorunu matematiksel bir modele dönüştürülür; daha sonra, optimal mekanizma tasarım modeli esas alınarak, planlama modelinin oluşturulmasında amaç fonksiyonu olarak maksimum sosyal refah alınır ve modelin uygulanabilirliğini sağlamak için kısıt koşulları oluşturulur; Son olarak, ağırlıklı iki parçalı grafik maksimum eşleştirme algoritması fikri, yığın şarjının kaynak tahsisi sorununu çözmek için kullanılır ve ardından ödeme fiyatı, VCG (Vickrey Clarke groves) fiyatlandırma algoritması ile hesaplanır, böylece ödemenin adilliği ve güvenilirliği sağlanır. mekanizma.

Araç şarjının ticari çalışma modunun araştırılması ve değerlendirilmesi açısından Wang [8], yerleşim alanlarındaki elektrikli araçların şarj çalışma modunu, çalışma stratejisini ve tipik tasarımını inceledi ve şarj işlemi için bir şarj çalışma modu, çalışma stratejisi ve tipik şema tasarımı önerdi. yerleşim bölgeleri. Zeng [9], değer zinciri analizine dayalı olarak elektrikli araç şarj iş operasyon modunun kapsamlı değerlendirmesini inceledi ve elektrikli araç (EV) şarj iş operasyon modunun faydaları için kapsamlı bir değerlendirme modeli önerdi. Bai [10], elektrikli araç şarjının ticari çalışma modunun tasarımını ve değerlendirmesini inceledi ve elektrikli araç şarjının ticari çalışma modunun faydaları için kapsamlı bir değerlendirme modeli önerdi. Xiao Qian [11] “şarj tesisleri + İnternet” iş modelinin tasarımını inceledi. Jia [12] yeni enerjili araç şarj hizmetinin geliştirme darboğazını ve iş modelini inceledi, yeni enerjili araç şarj hizmeti endüstrisinin mevcut durumunu ve olgunlaşmamış teknoloji ve iş modeli de dahil olmak üzere geliştirme sürecinde karşılaşılan birkaç önemli sorunu analiz etti. Son olarak, yatırım ve işletme işletmelerinin şarj hizmeti sektörüne girmesi için bir dizi uygulanabilir iş modeli özetlenmiş ve analiz edilmiştir. Qin [13] kentsel kamusal şarj tesislerinin işletme özelliklerini ve

değerlendirme yöntemlerini incelemiş ve elektrikli araç kamusal şarj tesisleri için kapsamlı bir değerlendirme indeks sistemi tasarlamıştır. Feng Yi [14], büyük kullanıcıların doğrudan işlemlerine katılan şarj tesislerinin elektrik talebi modunu inceledi, şarj tesislerinin güç talebini bir araya getirmenin ve büyük kullanıcıların doğrudan işlemlerine katılmanın yolunu ve modunu önerdi ve bu temelde , işleme katıldıktan sonra kâr alanına ilişkin basit bir tahmin yaptı.

Araç durumunun izlenmesi açısından Xiong [15], şarj etme, değiştirme ve yeni enerji tüketiminin ortak çalışmasıyla elektrikli araçların durumunun izlenmesini inceledi. Elektrikli araçların büyük ölçekli gelişimine dayanarak, düzensiz şarjın dağıtım ağı ve yeni enerji tüketimi üzerindeki etkisi. Ayrıca yeni enerji araçlarının çalışma durumlarının incelenmesi ve elektrikli araçların şarj durumlarının gerçek zamanlı olarak takip edilmesi gerekmektedir. Sistem, elektrikli araçların çalıştırılması ve durdurulmasının uzaktan gerçek zamanlı kontrolünü gerçekleştirebilir.

Şarj tesisleri ile otomobil pazarı arasındaki ilişkiye ilişkin araştırma açısından Sun [16] şehir ölçeğini, şarj tesislerinin inşasını ve yeni enerjili araç pazarının geliştirilmesini inceledi. Şehir ölçeği perspektifinden bakıldığında, tarihsel dostu modelin teorik çerçevesi altında, üretici karar verme modeli ve tüketici karar verme modeli oluşturulmuş ve yeni teknolojilerin evrim sürecini simüle etmek için istatistiksel veriler ve veriler kullanılarak başlangıç parametreleri belirlenmiştir. enerji taşıt endüstrisi. Farklı şehirlerdeki şarj tesisleri inşaatının yeni enerjili araç pazarının geliştirilmesi üzerindeki fark etkisi karşılaştırıldı.

Chen [17], yeni enerji şebekesi ve elektrikli araç şarj yolu planlamasının entegrasyonuna dayanarak, yeni enerji şebekesi ve araç şarj yolu entegrasyonuna dayalı elektrikli araç şarj yolu planlamasını inceledi. Simülasyon sonuçları, önerilen planlama yönteminin her şarj istasyonunun şarj yükünü etkili bir şekilde dengeleyebildiğini, dağıtım ağının ve trafik ağının çalışma durumunu optimize edebildiğini ve yeni enerji tüketimi düzeyini iyileştirmede olumlu öneme sahip olduğunu gösterdi. Li [18], kentsel alandaki ikincil dağıtım elektrikli araçları için şarj ve değişim güç istasyonunun konumu ve yol problemi üzerine optimizasyon araştırması yapmış ve şarjın konumunu ve dağıtım yolunu optimize etmeyi ve farklı elektrik santralleri için değiştirmeyi önermiştir. Elektrikli lojistik araçlarının kullanım verimliliğini artırmak, lojistik maliyetlerinden tasarruf etmek, enerji tasarrufu ve çevre kirliliğini azaltmak amaçlarına ulaşmak için elektrikli lojistik araç türleri. Hu [19], elektrik fiyatı rehberliğine dayalı olarak elektrikli araç şarjının iki seviyeli optimizasyon stratejisini incelemiş ve fiyat rehberliğine dayalı olarak elektrikli araç şarjının iki seviyeli bir optimizasyon modelini oluşturmuştur. Liu [20] elektrikli araç şarj alanı/istasyonunun iki seviyeli gerçek zamanlı enerji yönetimi mekanizmasını ve optimizasyon stratejisini incelemiş, elektrikli araç şarjı için şebeke dağıtım merkezi, alan-em'ler ve μ-EMS'yi içeren hiyerarşik bir enerji yönetimi mimarisi önermiştir. ve her seviyenin işlevlerini ve mimari modelin çalışma prensibini detaylandırdı.

Elektrikli taksi şarj yükünün mekansal ve zamansal karakteristik analizi açısından Li [21], OD matrisi, taksi trafiğinin entegre OD matrisi bilgisi ve taksi işi operasyon süresine dayalı olarak elektrikli taksi şarj yükünün mekansal-zamansal özelliklerinin tahminini ve analizini inceledi. penceresinde, yolcu seyahat talebi özellikleri ve taksi sürüş durumu dönüşüm özellikleri analiz edilmiş ve Monte Carlo yöntemi benimsenmiştir. Taksi ücretlendirme talebinin simülasyon süreci oluşturulmuştur.

Yeni enerji araçlarının büyük veri altında araştırılmasında Zhu [22] üyelik fonksiyonu ve K-ortalama kümeleme algoritmasını kullanarak kamyon sürüş çevrimi analizinin nitelik karakterini belirlemiş ve kamyon sürüş çevriminin analiz modeli oluşturulmuştur. Kendisi [23], yeni enerjili araç operasyonlarının büyük verilerine dayanarak, yeni enerjili araç endüstrisinde büyük veri analizi teknolojisinin uygulanmasını inceledi. Xie [24], verilere dayalı olarak yeni enerji zaman paylaşımlı kiralık araçların çalışma özellikleri analizini inceledi. Shao [25] saf elektrikli lojistik araçlarının çalışma özellikleri analizini ve dağıtım yolu optimizasyonunu gerçekleştirdi. Yu [26] seyahat zincirine dayalı olarak elektrikli araç şarj davranışını etkileyen faktörler üzerine bir analiz gerçekleştirmiş, seyahat zinciri kavramını tanıtmış, elektrikli araçların şarj süreci ve deşarj süreci verilerini entegre etmiş, elektrikli araçların şarj davranışını etkileyen çeşitli potansiyel faktörleri dikkate almıştır. elektrikli araçların gerçek durumundan yola çıkılarak lojistik regresyon modeli analizi yoluyla şarj davranışını önemli ölçüde etkileyen faktörler belirlendi. Ding [27] elektrikli araçların şarj kanununun GMM'ye dayalı analizini gerçekleştirmiştir. Farklı dağıtım yasalarıyla şarj davranışı özelliklerini esnek bir şekilde modellemek için Gauss karışım modeli (GMM) tanıtılarak modelin rasyonelliği K-S testi ile doğrulandı ve modelin avantajları ve dezavantajları tek dağıtım yasası modeliyle karşılaştırıldı. Son olarak elektrikli araçların şarj davranışı modelle analiz edilmiştir. Huang [28] elektrikli araçların şarj davranışı ve şarj talebinin veriye dayalı modellemesini ve analizini gerçekleştirdi. Şarj istasyonları açısından bakıldığında, çok sayıda elektrikli aracın şarj işlemindeki düzenliliği, şarj davranışının karakteristik değişkenleri ile karakterize edilir ve karakteristik değişkenlerin olasılık modellemesi, difüzyon çekirdek yoğunluğu tahmin yöntemi kullanılarak yürütülür. Bu yöntem, sıradan çekirdek yoğunluğu tahmin yönteminin parametrik olmayan özelliklerine sahiptir, iyi bir sınır tahmin performansına sahiptir ve en iyi uyum iyiliğini elde etmek için yumuşatma performansını gözlem değerinin yoğunluğuna göre uyarlanabilir bir şekilde ayarlayabilir. Pan [29], şarj seçimi davranışına dayalı olarak elektrikli araç şarj tesislerinin yerleşim optimizasyonu üzerine bir çalışma yürütmüş ve elektrikli araç yolcuları için bir şarj seçim modeli oluşturmuştur. Deterministik ve stokastik yükleme karar verme süreci önerilmiştir. Stokastik şarj karar verme sürecinde, şarj seçim modelinin şarj olasılığını tahmin ettiği düşünülmektedir. Xie [30] elektrikli araç şarj tesislerinin optimal ağ düzeni üzerine bir çalışma yürütmüş ve planlama alanındaki tüm şarj gereksinimlerini karşılamak için Voronoi diyagramı yöntemine dayalı bir şarj istasyonu konum modeli ve kuyruk teorisine dayalı bir şarj yığını boyutlandırma modeli oluşturmuştur. Bu temelde minimum toplam sosyal maliyetin optimizasyon modeli kurulur ve insan araç kazık ağının optimal yerleşimi elde edilir. Son olarak planlama yönteminin uygulanabilirliği ve rasyonelliği bir örnekle doğrulanmıştır. Yeni enerjili araç ve şarj pili teknolojisinin geliştirilmesine yönelik araştırmalar. Fabio Arena [31] araştırması, teknolojik, ulaşım ve sosyal özellikleri dikkate alarak akıllı arabaların mevcut durumu ve gelecek perspektifleri hakkında genel bir bakış sunmaktadır. Phap Vu Minh [32] Vietnam'daki farklı güneş ışınımı koşulları altında PV ile çalışan EV şarj istasyonlarının optimum konfigürasyonunu teknik ve ekonomik olarak analiz etti. Stefania Boglietti [33] PRIMA'nın metodolojik yaklaşımını ve iyi bilinen bilimsel depoları (örn. Scopus, Web of Science ve Google Scholar) kullandı; 2014 ile 2020 yılları arasında 90 çalışma alındı ve analiz edildi. İçsel konulara (örneğin, ulaşım ve kentsel planlama üzerindeki etki) ve dışsal konulara (örneğin, güvenlik ve çevre üzerindeki etki) genel bir bakış ve sınıflandırma sağlanmaktadır. Salvatore Trubia [34] küresel vizyonu, otomotiv ve ulaştırma endüstrilerine ilişkin bu yeniliklerin gelecekteki olası yönünü ve özellikle altyapı ve yollara odaklanmayı tanımlama hedefini takip etti.

3. Araştırma Rotası

Bu makale, tamamen elektrikli lojistik araçların Pekin'deki konumlandırma verilerine ve tüm şehirdeki halka açık şarj yığınlarının işletme verilerine dayanmaktadır. Öncelikle şehrin alt trafik bölgelerinin şarj özellikleri analiz edildi, araç konumlandırma verileri temizlendi ve eksik veriler tamamlandı, konumlandırma verilerine dayalı bir dizi yol eşleştirme algoritması oluşturuldu ve şarj SOC'si, şarj miktarı Şehir içindeki şarj düzeninin genel durumunu değerlendirmek için her trafik bölgesinin şarj süreleri ve şarj süreleri analiz edildi. Daha sonra şehrin her ilçesindeki şarj tesislerinin işletimi ve inşasını değerlendirmek üzere bir dizi bölgesel şarj tesisi yerleşimi değerlendirme indeks sistemi karakteristik analiz indeks sistemi kurulmuştur.

#