摘要:随着公共交通系统中电池电动总线(BEB)的采用,对精确的能源消耗预测的需求变得越来越重要。准确的预测对于优化路线,充电时间表和确保足够的操作范围至关重要。本文介绍了一种创新的预测方法,该方法将推进和辅助能量模型与新颖概念(环境发生器)结合在一起。这种方法解决了电动总线能源预测的主要挑战:估计未来的环境状况,例如天气,乘客负载和交通模式,这会对能源需求产生重大影响。环境发生器通过为能量模型提供现实的输入数据而起着至关重要的作用。这项研究验证了具有不同级别模型复杂性的各种模型与一年以上的案例研究中的现实运营数据,在德国哥廷根有16台电动总线。我们的分析彻底研究了影响能量消耗的因素,例如高度,温度,乘客负载和驾驶模式。为了在不同的操作条件下全面理解能源需求,该方法将数据驱动的模型和物理模拟整合到模块化且高度准确的能量预测器中。结果证明了我们方法在提供更准确的能源消耗预测方面的有效性,这对于有效的电力总线车队管理至关重要。这项研究有助于电动汽车能源预测的知识不断增长,并为过境当局和运营商提供了实用的见解,以优化电动巴士运营。
摘要:随着公共交通系统中电池电动总线(BEB)的采用,对精确的能源消耗预测的需求变得越来越重要。准确的预测对于优化路线,充电时间表和确保足够的操作范围至关重要。本文介绍了一种创新的预测方法,该方法将推进和辅助能量模型与新颖概念(环境发生器)结合在一起。这种方法解决了电动总线能源预测的主要挑战:估计未来的环境状况,例如天气,乘客负载和交通模式,这会对能源需求产生重大影响。环境发生器通过为能量模型提供现实的输入数据而起着至关重要的作用。这项研究验证了具有不同级别模型复杂性的各种模型与一年以上的案例研究中的现实运营数据,在德国哥廷根有16台电动总线。我们的分析彻底研究了影响能量消耗的因素,例如高度,温度,乘客负载和驾驶模式。为了在不同的操作条件下全面理解能源需求,该方法将数据驱动的模型和物理模拟整合到模块化且高度准确的能量预测器中。结果证明了我们方法在提供更准确的能源消耗预测方面的有效性,这对于有效的电力总线车队管理至关重要。这项研究有助于电动汽车能源预测的知识不断增长,并为过境当局和运营商提供了实用的见解,以优化电动巴士运营。
对于日益增长的电池电动公交车 (BEB) 车队市场而言,制定稳健的充电计划对于成功采用至关重要。在本文中,我们提出了一个 BEB 充电调度框架,该框架考虑了时空调度约束、路线调度、快速和慢速充电选项以及电池动态,并以混合整数线性规划 (MILP) 建模。MILP 基于泊位分配问题 (BAP),这是一种以最佳方式分配服务船只的方法,并采用称为位置分配问题 (PAP) 的修改形式进行调整,该问题分配电动汽车 (EV) 进行充电。包括线性电池动态以模拟公交车在车站的充电情况。为了考虑 BEB 在各自路线上的放电,我们假设每个 BEB 在运输过程中都会经历平均 kWh 的电量损失。优化协调 BEB 充电,以确保每辆车的充电状态 (SOC) 保持在指定水平以上。该模型还最大限度地减少了使用的充电器总数,并优先考虑慢速充电以保证电池健康。使用从犹他州交通局 (UTA) 采样的 35 辆公交车和 338 次充电站访问的一组路线来证明该模型的有效性。该模型还与基于充电阈值的启发式算法(称为 Qin 改进方法)进行了比较。结果表明,MILP 框架通过比 Qin 改进方法更容易地为 BEB 分配慢速充电器来促进电池健康。MILP 使用一个快速充电器和六个慢速充电器,而 Qin 改进方法使用四个快速充电器和六个慢速充电器。此外,MILP 全天保持指定的最低 SOC 25%,并在工作日结束时达到所需的最低 SOC 70%,而 Qin 改进方法在没有任何约束的情况下无法将 SOC 保持在 0% 以上。此外,结果表明,在考虑电池动态并最小化充电器数量和消耗成本的同时,时空约束得到满足。
经济分析 A. 项目背景 1. 项目分为四个部分:(i)120 辆电动公交车(包括充电基础设施、备件和 3 年维护)和一辆拖车;(ii)升级公交车站基础设施、新变电站以及两个公交车站的电网连接;(iii)试点绿色交通走廊或快速公交 (BRT) 车道,以展示改善的交通和停车管理;(iv)技术援助和能力建设,以支持比什凯克市提高公交车运营的可持续性。 B. 方法 2. 对部分 1(电动公交车和充电器);部分 2(升级公交车站、变电站和电网连接);和部分 3(试点 BRT 车道)进行了成本效益分析,包括与这些部分相关的咨询服务。部分 4 是改善运营的技术援助,但与部分 1-3 没有直接关系,因此不包括在经济分析中。 3. 选定的技术方案是快速充电电池电动公交车(BEB),从经济角度来看,该技术在所有公交车技术中拥有最低的总拥有成本。所有成本和收益都是通过与当前公交车结构(基线)进行比较来估算的,当前公交车结构由 95 辆柴油公交车和 25 辆无轨电车组成。 4. 评估了投资该项目(电动公交车加上相关部件)而不是使用基线公交车的相对经济盈利能力。此外,还评估了试点 BRT 车道的成本和收益。 5. 电动公交车的直接好处是减少能源和维护的运营支出(OPEX)。间接好处包括(i)基于当地健康成本估算的空气污染货币成本,即直径小于 2.5 微米的细颗粒物(PM 2.5 )、二氧化硫(SO 2 )和氮氧化物(NOx);1(ii)基于亚洲开发银行(ADB)经济分析指南的碳社会成本; 2 和(iii)噪音排放的局部成本。3 试点 BRT 车道的直接经济效益包括节省时间、节省车辆运营成本和减少污染。由于试点车道较小且绝对影响有限,因此仅考虑节省时间。6. 根据亚行的指导方针,通过检查项目的经济内部收益率 (EIRR) 和经济净现值 (ENPV) 来评估项目的经济可行性,折现率为 9%(脚注 2)。评估假设 16 年的经济寿命(2021-2036 年)。分析中使用的成本信息基于 2019 年不变美元价格。所有项目成本和收益均基于世界价格基准。不可交易的收益和成本通过标准转换因子 0.92 和影子调整