基于VIKOR准则的公路服务区中PV-ESS-充电集成系统的多目标最优容量配置

《Applied Sciences》：Multi-Objective Optimal Capacity Configuration of PV–ESS–Charging Integrated Systems in Highway Service Areas Based on the VIKOR Criterion

　　

摘要

随着电动汽车的快速增长，高速公路服务区的充电需求急剧增加，而充电设施不足加剧了供需之间的矛盾。现有关于光伏-储能-充电系统的研究主要集中在城市场景，很少考虑长途高速公路旅行的时空特性。为解决这一问题，本研究提出了一种适用于高速公路服务区光伏-储能-充电系统的容量规划方法。通过蒙特卡洛方法模拟电动汽车的充电负荷，并结合行驶特性和电池电量状态进行计算；同时使用M/M/c排队模型来量化用户等待时间。采用多目标遗传算法求解考虑到系统成本和等待时间成本的多目标优化问题，并通过VIKOR方法对帕累托解进行排序。在正常负荷场景下，优化后的配置使得加权平均等待时间为5.06分钟，最大等待时间从52分钟缩短至11.83分钟，建设和维护成本为257.58万元人民币。在高负荷场景下，相应的数值分别为5.35分钟、12.12分钟和330.78万元人民币。研究结果表明，所提出的方法能够在保持充电服务质量的同时，使系统容量适应不同的交通需求水平。