太阳能集成电动公交运输系统的充电方案优化与基础设施规划
最优化与控制
2025-04-30 v1
摘要
随着城市公共交通系统向电气化转型，使用如太阳能等可再生能源（RES）对于实现其效率和可持续性至关重要。然而，可再生能源的间歇性质为决定充电站的太阳能板需求和电池储能系统（BESS）容量提出了挑战。为此，我们提出一种两阶段随机规划模型，考虑季节性太阳能收集，同时纳入基于温度的巴士能源消耗变化和动态时段用电价格。具体而言，将问题形式化为多情景线性规划（LP），其中第一阶段的长期变量确定每个充电站的充电功率、BESS 容量和太阳能板面积。第二阶段的情景特定变量规定巴士在中场停靠时从电网或 BESS 处获得能量的输送方式。我们采用来自多伦多铁路网络（Ontario）和堪巴巴士（Canberra）的数据演示了该框架的有效性，其中使用基于调度器的启发式方法确定巴士时刻表和充电位置。太阳能数据来自国家可再生能源实验室（NREL）数据库。我们使用 Benders 分解方法求解多情景 LP，尤其在情景数量较多时优于对偶单纯形法。凭借制造的太阳能发电，本模型估计为多伦多和堪巴网络分别可实现 16.48% 和 32.00% 的成本节省。我们的结果还表明，基于情景的时刻表对季节性变化的适应性优于使用平均输入参数估计的时刻表。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.20790,
title = {Charge Schedule Optimization and Infrastructure Planning for Solar-Integrated Electric Bus Transit Systems},
author = {Madhusudan Baldua and Rito Brata Nath and Vivek Vasudeva and Tarun Rambha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.20790},
year = {2025}
}