多源数据融合的用户充电行为分析与充电设施规划实践.pdfVIP

第46 卷 第12 期 2022 年6 月25 日 Vol.46No.12 Jun.25，2022 DOI：10.7500/AEPS20220130011 多源数据融合的用户充电行为分析与充电设施规划实践 1，2 1，2 1，2 1，2 1，2 3 盛裕杰 ，郭庆来 ，刘梦洁 ，兰 健 ，曾泓泰 ，王 芳 （1. 清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 100084； 2. 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室（清华大学），北京市 100084； 3. 上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心，上海市 201805） 摘要：作为中国新基建战略的重要组成，电动汽车充电设施在近年获得了快速发展，但面临供需不 平衡的难题。因此，亟须通过真实数据分析用户需求与行为特征，构建高效的公共充电设施规划体 系，服务电动汽车发展。文中以上海市为实践案例，融合营运车辆轨迹数据、充电站数据、乘用车出 行统计数据、交通路况数据、兴趣点检索数据等多源真实数据集开展了实践性大数据挖掘分析，旨 在为现实充电站规划提供可行架构：从宏观角度对车辆用户群体的出行-充电行为与城市时空特征 的关联进行了分析；从微观角度对车辆用户个体的行为偏好进行了建模，基于决策树模型实现了用 户充电需求预测，并基于Huff吸引力模型描述了用户的充电站选择行为。在此基础上，对海量用 户行为进行重构与仿真，建立了城市能源- 交通融合网络仿真架构，从总体供需情况与个体服务质 量等多维度对现有充电设施的建设进行了评估，提出了计及多重目标的未来充电设施扩展规划架 构，为电动汽车充电设施规划提供了数据支持和决策依据。 关键词：电动汽车；能源网；交通网；充电设施规划；多源数据融合 0 引言 长，因此其充电设施规划需综合考虑用户的出行-充 ［12］ 电行为，以减小充电对用户出行的负面影响 。但 电动汽车作为一种绿色交通工具，近年来获得 ［1-2］ 上述研究对车辆用户行为的刻画通常较为简单，常 了快速发展 。2020年底，中国以492万辆的电动 ［3］ 默认车主完全理性，如假设用户在路径选择和充电 汽车保有量领跑全球 ，并呈现出纯电动比例高、特 决策中追求既定目标最大化。然而，真实场景的用 大城市为主、营运车辆领跑的发展趋势。由于土地资 户出行-充电行为具有一定主观性与异质性，可能受 源的有限性，城市将面临巨大的公共快速充电设施需 多种因素影响。针对这一问题，部分学者引入累计 求。作为国家新基建战略的重要组成，国内公共充电 ［13］ ［14］ ［15］ 前景理论 、后悔理论 、用户均衡 、离散选择模 ［4］ 设施快速扩张，截至2020年底已达79.8万台 ，成为 ［16］ ［17］ ［18］ 型 、潜在分类模型 、随机效用理论 等社会科 ［5-