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电池集中充电中心选址与配送路径优化研究
| 论文题名： | 电池集中充电中心选址与配送路径优化研究 |
| 关键词： | 集中充电中心;电动汽车;设施选址;配送路径;粒子群优化 |
| 摘要： | 电动汽车作为交通出行方式中最重要的一部分，近年来受到越来越多的关注。电动汽车的行驶里程是目前最突出的问题，对于换电站企业而言,虽然换电站更换电池的速度较快,但是它们采用的快速充电技术会导致电池的退化并进一步污染环境，快充不仅会带来高昂的充电成本，而且会对电网造成巨大的负荷。 本文在总结现存研究的基础上，针对“集中充电、统一配送”的运营模式，研究了电池集中充电中心的选址及配送路径优化问题。主要创新性工作包括: (1)该模式首先将电池充电和更换电池两个过程分开，将电池充电工作集中在一个统一的充电中心进行，而充满电的电池则在小型换电站中为客户更换。相较于传统的换电站，这种模式改善了电池的快充模式，有效降低了充电成本，减缓电池退化的速度，同时大幅度减轻电网过载等问题。 (2)通过集中夜间充电和统一配送的方案，我们将该问题转化为整数规划模型，并设定了最小化运营成本的目标，该成本包括集中充电中心的建设成本、向小型换电站提供电池配送服务的车辆使用成本以及车辆在电池配送过程中基于可变距离所造成的路径成本。 (3)采用两阶段方法求解此问题，首先通过免疫算法使用P-中值来定位一组电池换电站，以确定集中充电中心和一组相应的小型电池换电站。然后根据小型电池换电站的需求，通过混合粒子群优化和混合模拟退火来解决车辆分配路径问题。数值算例表明，相比于现有的方法，本文提出的方法在算例中平均误差率可以控制在3％以内，并且能够降低求解时间约50％,证明了我们算法的高效性。 针对当前换电站的企业，集中充电和统一配送的运营模式成为了一种可行的解决方案。该方案解决了快充带来的问题，缓解了电池快速退化、降低了运营成本和减轻了电网负担。该模式为行业提供了决策支持和引导,促进更多电动车用户使用，为可持续发展做出实质性地贡献。在高速发展的社会背景下，该模式为电动汽车的可持续发展提供了新的发展方向。 |
| 作者： | 孙鹏 |
| 专业： | 管理科学与工程 |
| 导师： | 马红光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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