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基于数据驱动的电动汽车充电网络规划与服务关键技术及应用

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-09-01 13:04:14

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团| 刘淼 | 2022-09-02 10:30:05
电动汽车是推动能源革命、交通革命、信息革命的重要驱动力。2015年,国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,大力推进充电设施建设。但需求难以预测、选址缺乏研判、评估缺少手段,盲目依靠经验粗放的规划建设及服务方式,导致“有车无桩、有桩无车”的矛盾现象并存,充电网络与充电需求之间供需不平衡,已成为制约电动汽车产业发展的重要瓶颈。项目融合充电信息、交通信息、配网信息和城市规划信息等多源数据,开展充电需求预测、充电设施规划布局、评价指标体系建立、智慧运营服务和平台开发应用等研究工作,取得了四个创新成果。
1、提出了耦合客户规模、出行规律和充电行为的充电需求时空预测模型,首次构建了网格化充电需求热度地图,实现了电动汽车充电需求的分时、分区、分场景预测,预测准确度提升至96%。 2、发现了区域充电需求、交通流量等四个影响充电设施使用率的关键因素,提出了考虑城市规划、电网容量、充电需求等要素的充电设施选址定容模型,构建了充电设施优化布局地图,实现了充电设施布局与充电需求的高度匹配,选址准确率提升至91%。 3、提出了充电网络规划与服务综合评价指标体系。基于云重心方法建立了4层15个指标的规划预评估体系;基于粗糙集理论建立了3层8个指标的规划后评价体系;建立了充电网络服务能力和规划效果的量化评估方法,实现规划建设的迭代推进,填补了国内外充电网络规划领域的空白。 4、提出了交通流量状态估计方法和充电站点智能推荐算法,构建了私人充电桩分时共享策略,搭建了基于云架构和“云管端”多层级的充电网络规划与服务平台,实现了充电网络精准规划、科学评估、智能服务全流程闭环迭代,优化了北京等地区的充电服务网络。

电动汽车是推动能源革命、交通革命、信息革命的重要驱动力。2015年,国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,大力推进充电设施建设。但需求难以预测、选址缺乏研判、评估缺少手段,盲目依靠经验粗放的规划建设及服务方式,导致“有车无桩、有桩无车”的矛盾现象并存,充电网络与充电需求之间供需不平衡,已成为制约电动汽车产业发展的重要瓶颈。

成果获得授权发明专利16项,发表论文15篇,发布国家和行业标准5项、软著6项、专著2部。成果已在北京、江苏等28个省市全面应用,其中交通流量监测技术及结果,已被百度、搜狗等国内领先互联网企业应用。截至2020年底,成果累计完成充电设施优化布局1.45万台次,实现新增收入3.676亿元。2020年10月23日,中国电机工程学会对本成果进行了鉴定,认为项目成果构建了电力网、交通网、信息网与电动汽车充电网络协同规划方法体系,整体达到国际领先水平。成果的广泛应用,解决了充电服务与需求之间供需不平衡的矛盾,有效提升了充电网络服务水平,为“打赢蓝天保卫战”、助力“碳达峰、碳中和”做出了重要贡献。

项目成果在改善首都生态环境、推动产业技术进步、实现资源高效利用等方面取得显著的社会效益。

改善首都生态环境,支撑“国际一流和谐宜居之都”建设。通过技术攻关,推进充电网络合理布局和充电优质服务,保障电动汽车规模化推广应用。近三年保障北京地区累计实现CO2终端减排517.8万吨,有效降低因机动车排放所引起的PM2.5含量,2020年北京空气质量达标天数较2013年增加了100天,达到276天,取得了良好的生态效益。

推动产业技术进步,保障北京建成“电动汽车全国示范应用的新标杆”。本成果结合充电、交通、地理、配网、城市规划等多源数据,迁改大量利用率低的充电桩,并为新建充电桩规划布局提供科学指导,实现大部分充电桩平均使用率提升100%,解决了“用户充电难”、“网络盈利难”的产业瓶颈,带动电动汽车上下游产业的快速发展。

实现资源高效利用,营造多方共赢的首善氛围。基于本成果提出的私人充电桩共享技术,累计建设具备分享功能的充电桩26949台,累计共享47.23万次,共享电量1216.05万kWh,提高了私人充电桩使用率,增大了桩主的分享收入

自行投资实施转化