電池更換站集群優(yōu)化算法研究分析報(bào)告

1、 MACROBUTTON MTEditEquationSection2 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 4 h * MERGEFORMAT 電池更換站集群優(yōu)化算法研究報(bào)告緒論進(jìn)展新能源車(chē)輛是全世界各國(guó)應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境愛(ài)護(hù)的要緊手段之一，隨著鋰離子動(dòng)力電池的使用壽命、能量密度等性能快速提升，各種類(lèi)型的新能源車(chē)輛逐漸進(jìn)入了大規(guī)模的示范應(yīng)用時(shí)期，某些類(lèi)型的新能源車(chē)輛差不多進(jìn)入商業(yè)化時(shí)期，如：日本豐田公司混合動(dòng)力車(chē)差不多銷(xiāo)售了 100多萬(wàn)輛，美國(guó)通用公司的VOLT純電動(dòng)轎車(chē)2012年銷(xiāo)售超過(guò)

2、了 6萬(wàn)輛。在國(guó)內(nèi)為推動(dòng)新能源車(chē)輛的進(jìn)展，推出了 “十城千輛”的電動(dòng)汽車(chē)推廣打算，公布了 “關(guān)于開(kāi)展私人購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知”，“節(jié)能與新能源汽車(chē)示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金治理暫行方法”等電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼政策。2012年6月28日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了 “關(guān)于節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展規(guī)劃(20122020年)”，確立了純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車(chē)進(jìn)展和汽車(chē)工業(yè)轉(zhuǎn)型的要緊戰(zhàn)略取向，提出了到2015年純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)?yán)塾?jì)產(chǎn)銷(xiāo)量力爭(zhēng)達(dá)到50萬(wàn)輛；到2020年，純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛、累計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)500萬(wàn)輛產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)是大規(guī)模的電動(dòng)汽車(chē)商業(yè)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的要緊支撐環(huán)

3、節(jié)，其中有關(guān)充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃布局、充換電站優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、充換電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方法以及充換電站與配電網(wǎng)的相互阻礙關(guān)系等問(wèn)題成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。研究背景依照不同純電動(dòng)車(chē)輛的運(yùn)行特點(diǎn)以及搭載的動(dòng)力電池的容量不同，目前要緊有以下幾種能源補(bǔ)給模式：（1）交流慢速充電充電裝置安裝在車(chē)輛上，地面只提供單相交流電源，電池充電倍率為0.1C0.15C，滿充電時(shí)刻一般在810小時(shí)；（2）直流快速充電設(shè)立地面充電設(shè)備，通過(guò)充電設(shè)備為車(chē)輛提供直流充電輸出接口，電池充電倍率為0.3C1C，滿充電的時(shí)刻一般為13小時(shí)；（3）電池更換方式電池更換模式是采納事先充滿電的電池組替換車(chē)輛上需要充電的電池組，滿足車(chē)輛

4、運(yùn)行的要求，替換下來(lái)的電池組在地面進(jìn)行充電，電池充電倍率為0.3C1C，滿充電的時(shí)刻一般為13小時(shí)。表1-1 純電動(dòng)汽車(chē)能源補(bǔ)給模式分析特點(diǎn)交流慢充直流快充電池更換優(yōu)勢(shì)占地面積小、投資少、安全性好，有利于延長(zhǎng)電池使用壽命便于分散安裝、滿足緊急補(bǔ)電需求節(jié)約充電時(shí)刻，提高車(chē)輛利用率、便于集中治理劣勢(shì)功率小、充電時(shí)刻長(zhǎng)快速充電策略受環(huán)境因素阻礙較大占地面積大、設(shè)備投入多、運(yùn)營(yíng)成本較高交流慢速充電由于投資成本低、配套資源需求少是以后私人使用的電動(dòng)乘用車(chē)的要緊能量補(bǔ)給模式，直流快速充電是交流慢速充電的有效補(bǔ)充，能夠?yàn)殡妱?dòng)乘用車(chē)提供應(yīng)急性的充電服務(wù)，而電池更換模式具有的最大特點(diǎn)為：車(chē)輛利用率高、電池充電環(huán)

5、境好，特不適用于要求車(chē)輛運(yùn)行密度髙的場(chǎng)合，例如：公交車(chē)、都市環(huán)衛(wèi)車(chē)、出租車(chē)等。目前，“十城千輛”試點(diǎn)都市已增至25個(gè)；私人購(gòu)買(mǎi)節(jié)能與新能源汽車(chē)試點(diǎn)都市已增至6個(gè)，包括上海、深圳、長(zhǎng)春、合肥、杭州和北京。其中，北京、深圳、合肥、杭州、重慶等都市充電基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)展規(guī)模較大。北京的純電動(dòng)公交車(chē)、環(huán)衛(wèi)車(chē)和出租車(chē)要緊以集團(tuán)用戶為主，采納裸車(chē)銷(xiāo)售、電池租賃、充換結(jié)合的運(yùn)營(yíng)模式，由北京市電力公司負(fù)責(zé)充電設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和電池租賃；北京市發(fā)改委給予充電設(shè)施不高于30%的補(bǔ)貼，北京市給予和國(guó)家補(bǔ)貼1：1的配套資金。截止目前，北京示范運(yùn)營(yíng)的新能源汽車(chē)已達(dá)到2457輛，已建設(shè)各類(lèi)充換電站49座。深圳市的純電動(dòng)公交車(chē)和

6、出租車(chē)采納第三方建站運(yùn)營(yíng)的模式，充電方式以直流整車(chē)充電為主，采納融資租賃、車(chē)電分離、網(wǎng)絡(luò)智能治理、充維結(jié)合的運(yùn)營(yíng)模，目前已建成并運(yùn)營(yíng)57座充換電站，為2303輛新能源汽車(chē)提供充換電服務(wù)。合肥市電動(dòng)車(chē)輛采納定向采購(gòu)模式，用戶要緊是車(chē)企職員和合作企業(yè)；車(chē)輛采納交流慢充的充電方式，集中建站治理。截止2011年底，合肥市共推廣新能源汽車(chē)2018輛，其中江淮同悅純電動(dòng)轎車(chē)1585輛。杭州市新能源汽車(chē)達(dá)1425輛，杭州在公共服務(wù)領(lǐng)域，倡導(dǎo)購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的同時(shí)探究整車(chē)租賃模式。由電池企業(yè)購(gòu)買(mǎi)裸車(chē)，連同電池系統(tǒng)一起開(kāi)展整車(chē)租賃，乘用車(chē)采納標(biāo)準(zhǔn)電池模塊的快速更換模式。重慶市目前已有829輛新能源汽車(chē)，2座充換電

7、站，其中比較特色的是鐵酸鋰電池純電動(dòng)公交車(chē)，快速充電，滿足公交車(chē)的使用特性，每68分鐘充電一次，每天充電68次。依照中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展報(bào)告(2008年)確定的各種車(chē)輛在車(chē)輛總體保有量的比例，國(guó)務(wù)院”關(guān)于節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展規(guī)劃(2012-2020年)”確定的全國(guó)電動(dòng)車(chē)輛的總量，以及北京市電動(dòng)汽車(chē)規(guī)劃中預(yù)測(cè)到2015年北京市電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量，利用等比例的方法預(yù)測(cè)到2020年北京市電動(dòng)車(chē)輛的數(shù)量如表1-2。表1-2 2020年北京市純電動(dòng)汽車(chē)規(guī)模預(yù)測(cè)私人用車(chē)公交車(chē)出租車(chē)公務(wù)車(chē)數(shù)量（萬(wàn)輛）53.30.491.185.03表1-3 2020年北京市充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測(cè)私人用車(chē)公交車(chē)出租車(chē)公務(wù)車(chē)數(shù)量（萬(wàn)輛）充

8、電樁53.3萬(wàn)個(gè)配電容量100MW快充樁0.5萬(wàn)個(gè)慢充樁1.3萬(wàn)個(gè)1.2 目前換電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中要緊問(wèn)題目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)換電站差不多從初期奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)技術(shù)驗(yàn)證時(shí)期進(jìn)展到具有一定規(guī)模的商業(yè)推廣和運(yùn)行時(shí)期，在那個(gè)進(jìn)展過(guò)程中相關(guān)核心充電裝備、更換裝備以及監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件等差不多實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，設(shè)備性能指標(biāo)和產(chǎn)品工藝化程度以及可靠性能夠滿足電池更換和充電的需要，然而從目前推廣應(yīng)用的實(shí)際情況看，存在如下的要緊問(wèn)題：（1）換電站要緊的服務(wù)對(duì)象是公交車(chē)、環(huán)衛(wèi)車(chē)以及出租車(chē)等，運(yùn)行的區(qū)域要緊集中在都市核心區(qū)，占地面積大、配電容量大等缺點(diǎn)使換電站的選址變得特不困難。由于換電站運(yùn)行需要額外的備用電池和換電設(shè)備，使

9、換電站的建設(shè)成本相對(duì)較高，對(duì)換電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方產(chǎn)生了較大的資金壓力。（2）換電站的充電負(fù)荷受車(chē)輛運(yùn)行的規(guī)律阻礙較大，而大部分公交車(chē)運(yùn)行存在早晚高峰期和平峰期，使換電站的負(fù)荷呈現(xiàn)出負(fù)荷波動(dòng)大，高峰負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)刻與其他常規(guī)負(fù)荷的高峰期接近，不利于都市配電網(wǎng)的移峰填谷，并對(duì)換電站外電源的接入帶來(lái)一定的困難，同時(shí)造成換電站的充電電價(jià)大部分是峰值電價(jià)，造成換電站的運(yùn)行成本較高。從換電站設(shè)計(jì)方法和實(shí)際運(yùn)行治理策略角度動(dòng)身，要緊存在以下的問(wèn)題：（1）核心參數(shù)的設(shè)計(jì)冗余度大目前換電站有關(guān)備用電池?cái)?shù)量、配電容量、更換裝備及更換通道數(shù)量等核心參數(shù)設(shè)計(jì)值和實(shí)際使用數(shù)量之間存在設(shè)計(jì)冗余度過(guò)大的問(wèn)題，這要緊是因?yàn)橛嘘P(guān)

10、換電站相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)少，可用于設(shè)計(jì)改進(jìn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)較少。為保證換電站能滿足輛的運(yùn)行需要，往往設(shè)計(jì)過(guò)程基于車(chē)輛和鋰電池的的極限參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)公交車(chē)運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行模式對(duì)換電站核心參數(shù)的阻礙模式理解不深入，例如：電池充電時(shí)刻差不多按照電池100%放電的充電時(shí)刻設(shè)計(jì)、換電站配電功率簡(jiǎn)單的按運(yùn)行充電機(jī)的最大輸出功率計(jì)算、不同車(chē)輛運(yùn)行模式對(duì)車(chē)輛更換頻率的阻礙未考慮等，同時(shí)在換電站設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏相應(yīng)的計(jì)算工具，往往通過(guò)手工安排發(fā)車(chē)時(shí)刻、電池回站換電時(shí)刻等，無(wú)法應(yīng)對(duì)車(chē)輛多條線路運(yùn)行模式和車(chē)輛多圈運(yùn)行模式，造成設(shè)計(jì)過(guò)程中冗余度較大，進(jìn)一步提升換電站的建設(shè)成本和占地面積。（2）車(chē)輛充電治理策略簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性差目前實(shí)際運(yùn)行

11、的公交車(chē)換電站都釆用車(chē)輛回站即換電，換電后隨即充電的充換電治理策略，并未考慮公交車(chē)運(yùn)行特點(diǎn)、電池充電成本以及換電站負(fù)荷特性，造成換電站充電成本高、負(fù)荷波動(dòng)大等問(wèn)題。實(shí)際上在換電站內(nèi)進(jìn)行以降低充電電費(fèi)和改善負(fù)荷特性為目標(biāo)的充電操縱策略是可行的，因?yàn)楣卉?chē)存在高峰和平峰的運(yùn)行規(guī)律，而備用電池的充電時(shí)刻和功率是可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠在專(zhuān)門(mén)大程度上改善換電站的負(fù)荷特性和充電經(jīng)濟(jì)性。（3）缺乏與都市配電網(wǎng)協(xié)調(diào)操縱技術(shù)目前差不多運(yùn)行的公交車(chē)換電站數(shù)量較少，建設(shè)地點(diǎn)往往選在配電條件較好的地區(qū)，換電站負(fù)荷特性對(duì)都市配電網(wǎng)的阻礙并沒(méi)有引起研究人員的重視。當(dāng)換電站在都市核心區(qū)的建設(shè)規(guī)模較大時(shí)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)相關(guān)換

12、電站充電負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、區(qū)域配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及換電站內(nèi)光伏及儲(chǔ)能等新能源的接入意義重大，是相關(guān)研究?jī)?nèi)容的差不多手段。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷預(yù)測(cè)文獻(xiàn)1基于英國(guó)乘用車(chē)概率統(tǒng)計(jì)特性，采納蒙特卡羅方法，給出了一天中PHEV充電負(fù)荷與時(shí)刻的定量關(guān)系。文獻(xiàn)2基于加拿大溫尼伯市的76輛電動(dòng)汽車(chē)，分不采納了基于GPRS和實(shí)際充電數(shù)據(jù)的確定性方法、基于統(tǒng)計(jì)分布的蒙特卡洛方法及基于條件密度函數(shù)的方法對(duì)不同場(chǎng)景、季節(jié)和電池容量下的負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測(cè)和估算。文獻(xiàn)3針對(duì)匈牙利的具體情況從空間角度對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測(cè)，指出由于充電造成了額外功率需求需要對(duì)電網(wǎng)容量進(jìn)行擴(kuò)充。文獻(xiàn)23以確定純

13、電動(dòng)公交車(chē)充電站配電容量需求為目標(biāo)，依照公交客車(chē)的運(yùn)行機(jī)制和充電功率曲線特性建立了電動(dòng)公交充電站容量需求的數(shù)學(xué)模型。文獻(xiàn)4以乘用車(chē)為研究對(duì)象，分析了電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷的各自相關(guān)因素，依照美國(guó)燃油汽車(chē)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建立了電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)模型，用蒙特卡羅方法得到了電動(dòng)汽車(chē)充電總負(fù)荷曲線。文獻(xiàn)5在總結(jié)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)政策和進(jìn)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，基于調(diào)研結(jié)果，分析了私家車(chē)、公交車(chē)、出租車(chē)等不同類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)的充電方式和充電時(shí)段，通過(guò)蒙特卡羅方法計(jì)算得到了我國(guó)以后電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷曲線，進(jìn)而分析了充電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和規(guī)劃的阻礙。文獻(xiàn)6考慮用戶日常駕車(chē)模式及充電模式，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷特性進(jìn)行了分析，并采納蒙特卡羅仿

14、真研究了電動(dòng)汽車(chē)在不同場(chǎng)景下對(duì)丹麥配電系統(tǒng)的阻礙。綜上，目前關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究要緊以電動(dòng)乘用車(chē)為研究目標(biāo)，從電動(dòng)汽車(chē)的每日行駛里程概率和開(kāi)始充電時(shí)刻概率等角度建模，通過(guò)燃油車(chē)既有數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果類(lèi)比或小規(guī)模的電動(dòng)車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，要緊應(yīng)用蒙特卡羅方法計(jì)算不同時(shí)刻點(diǎn)各種概率分布的累計(jì)結(jié)果，而面向以快換模式為主的電動(dòng)公交車(chē)充電負(fù)荷預(yù)測(cè)研究較少，對(duì)天氣、季節(jié)、工作日、電池特性對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的阻礙考慮較少，基于電動(dòng)車(chē)大量運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)方法沒(méi)有應(yīng)用。1.2.2 電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷操縱策略文獻(xiàn)7給出了電動(dòng)汽車(chē)換電充裕度的概念，建立了基于一定假設(shè)條件的車(chē)主用車(chē)適應(yīng)和充電治理策略的數(shù)學(xué)模型，要緊研究了換電

15、模式下不同時(shí)段的充電需求，從而得到應(yīng)該儲(chǔ)備的電池組數(shù)量。文獻(xiàn)8研究了基于動(dòng)態(tài)電價(jià)的充電決定策略，并建立了購(gòu)買(mǎi)電池原始投資和后期運(yùn)營(yíng)成本的經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)模型，為充電站的運(yùn)營(yíng)提供指導(dǎo)。文獻(xiàn)9-11綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及電動(dòng)汽車(chē)充電對(duì)電網(wǎng)的阻礙，并對(duì)電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)的解決方案和利用進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)12利用充電負(fù)荷具有時(shí)空雙尺度的可調(diào)節(jié)特性，在時(shí)刻和空間上進(jìn)行雙尺度的負(fù)荷調(diào)度，使電動(dòng)汽車(chē)充電能夠在滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，還能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生積極的作用。文獻(xiàn)13針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電造成電網(wǎng)“峰上加峰”的問(wèn)題，以換電站各時(shí)刻的充電功率為操縱對(duì)象，建立多目標(biāo)的調(diào)度策略數(shù)學(xué)模型，并采納自適應(yīng)變異的

16、粒子群算法求解，有效地降低電網(wǎng)峰谷差，達(dá)到平穩(wěn)負(fù)荷波動(dòng)的效果。文獻(xiàn)14建立了一個(gè)以配電網(wǎng)網(wǎng)損最小為目標(biāo)的電動(dòng)汽車(chē)充電優(yōu)化模型，研究如何優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程以降低網(wǎng)絡(luò)損耗，從而達(dá)到配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。文獻(xiàn)15基于網(wǎng)損靈敏度，以網(wǎng)損和充電成本最小為目標(biāo)，來(lái)安排電動(dòng)汽車(chē)的充電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)時(shí)有序充電操縱，達(dá)到降低配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗和平抑負(fù)荷的目的。文獻(xiàn)16分不建立了電動(dòng)汽車(chē)放電用戶、電力企業(yè)的成本效益分析模型，分析了電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng)高峰放電削峰填谷的成本和收益。綜上，上述的研究要緊以乘用車(chē)為對(duì)象，利用粒子群、遺傳等智能優(yōu)化算法對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)刻和充電功率進(jìn)行操縱，從電網(wǎng)損耗、電價(jià)以及顧客等待成本等方面

17、進(jìn)行優(yōu)化，從實(shí)現(xiàn)用戶和電網(wǎng)雙方利益的目標(biāo)。專(zhuān)門(mén)針對(duì)純電動(dòng)公交更換充電站的研究不多，特不在換電站的優(yōu)化調(diào)度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面的研究鮮有相關(guān)成果見(jiàn)諸報(bào)端。在電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)刻和充電功率的調(diào)控模型建立中，假設(shè)條件和電動(dòng)汽車(chē)真實(shí)運(yùn)行情況有一定的差異，在操縱方法上以充電功率操縱為主，對(duì)充電設(shè)備利用率、鋰離子電池充放電功率對(duì)電池壽命的阻礙分析較少，利用電動(dòng)汽車(chē)真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)作為對(duì)比分析的研究結(jié)果未見(jiàn)應(yīng)用。充放電機(jī)的集群操縱調(diào)度策略設(shè)計(jì)方法2.1 純電動(dòng)公交車(chē)換電站差不多組成圖1-1典型換電站平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖1-1所示是一座典型換電站的平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其一般要緊由配電室、監(jiān)控室、電池更換區(qū)、電池充電區(qū)、電池維護(hù)區(qū)等部分

18、組成，各部分功能單元講明如下：配電室：換電站的配電室包括充電機(jī)動(dòng)力配電和其它站內(nèi)用電配電兩部分。通過(guò)獨(dú)立的變壓器一部分用于充電機(jī)充電，另一部分用于滿足照明、計(jì)量及操縱設(shè)備等站用負(fù)荷的供電。監(jiān)控室：監(jiān)控室用于監(jiān)控充電機(jī)的運(yùn)行情況、數(shù)據(jù)庫(kù)治理和報(bào)表打印等工作。電池更換區(qū)：需要更換電池的車(chē)輛駛?cè)腚姵馗鼡Q區(qū)進(jìn)行電池更換，是用于更換電池的場(chǎng)所。另外，需要應(yīng)急充電的車(chē)輛也?？吭陔姵馗鼡Q區(qū)，通過(guò)充電延長(zhǎng)線引到車(chē)體上進(jìn)行充電。電池充電區(qū)：用于擺放更換下來(lái)的動(dòng)力電池組對(duì)其進(jìn)行充電，要緊包括充電機(jī)和充電平臺(tái)。內(nèi)有充電機(jī)設(shè)備、電池治理系統(tǒng)供電、電池治理系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、充電機(jī)與充電平臺(tái)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)接口等。電池維護(hù)區(qū)：

19、電池維護(hù)區(qū)包括蹄選和維護(hù)、充電間以及備用電池庫(kù)。電池進(jìn)入維護(hù)車(chē)間后，進(jìn)行電池的蹄選，確定電池的好壞，不能使用的電池作恰當(dāng)處理，幸免污染環(huán)境；可接著使用的電池進(jìn)行維護(hù)和活化。維護(hù)完后的電池送至充電區(qū)進(jìn)行充電，充滿電后進(jìn)行裝箱編組。如圖1-2所示，換電站整體運(yùn)作流程首先是需要更換電池的車(chē)輛進(jìn)站后駛?cè)敫鼡Q電池區(qū)，進(jìn)行故障診斷，出具電池故障診斷報(bào)告，然后更換上差不多充滿電的整組電池，最后返回停車(chē)區(qū)。更換下來(lái)的電池按有無(wú)故障就地分離，故障電池送維護(hù)車(chē)間進(jìn)行蹄選、維護(hù)、充電和裝箱，無(wú)故障電池送充電區(qū)以單箱電池為單元進(jìn)充電，充滿電后進(jìn)行編組，所缺電池箱由維護(hù)車(chē)間的備用電池庫(kù)補(bǔ)齊后按組為單位送至更換電池庫(kù)。圖

20、1-2 換電站運(yùn)作流程圖2.2 智能優(yōu)化算法換電站通過(guò)更換電池的方法來(lái)提高公交車(chē)輛利用率，但目前采納的電池?fù)Q電原則會(huì)造成充電負(fù)荷受到公交車(chē)早晚高峰以及夜間停運(yùn)的阻礙，要緊負(fù)荷集中在電價(jià)的高峰段造成充電費(fèi)用高，進(jìn)一步加重區(qū)域配電網(wǎng)的峰谷差。通過(guò)對(duì)實(shí)際備用電池等待使用時(shí)刻的分析發(fā)覺(jué)從電池充電完畢到下一次使用之間會(huì)有較長(zhǎng)的等待時(shí)刻，能夠利用合理的優(yōu)化算法對(duì)電池開(kāi)始充電時(shí)刻進(jìn)行調(diào)控，使充電電價(jià)盡可能的集中在平峰段和谷段，實(shí)現(xiàn)充電費(fèi)用最低和減小充電負(fù)荷的峰谷差。人工魚(yú)群算法是一種隨機(jī)搜索算法，是群智能算法的一種。通過(guò)構(gòu)造人工魚(yú)來(lái)模仿魚(yú)群的覓食、聚群、追尾及隨機(jī)行為，從而實(shí)現(xiàn)群體全局尋優(yōu)。該算法雖具有較快

21、的收斂速度和較好的求取全局極值的能力，但存在一些缺點(diǎn)，如人工魚(yú)群算法的參數(shù)(可視域visua、步長(zhǎng)step、最大嘗試次數(shù)trynumber、擁擠度因子)設(shè)定是固定的，如此獲得的最優(yōu)解精度不高，而且各個(gè)人工魚(yú)行為存在一些缺陷。為了克服這些缺點(diǎn)，本文提出了自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法。圖2-1 智能優(yōu)化算法流程圖2.2.1 自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法的自適應(yīng)性自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法的自適應(yīng)性，具體體現(xiàn)在算法尋優(yōu)程序在執(zhí)行過(guò)程中重要參數(shù)的自動(dòng)修正上。改進(jìn)方式如下所述：在算法的初始時(shí)期，每條人工魚(yú)在較大的可視域visual內(nèi)以較大的移動(dòng)步長(zhǎng)step查找較優(yōu)解，從而擴(kuò)大了算法的搜索范圍。隨著算法的迭代

22、進(jìn)行，自適應(yīng)地減小可視域visual和移動(dòng)步長(zhǎng)step，從而自動(dòng)的加快算法的收斂速度和有效地提高算法的求解精度。具體實(shí)現(xiàn)方式請(qǐng)見(jiàn)式子(2-2-1)： (2-2-1)式中visualmin 可視域最小值，取0.001；stepmin 移動(dòng)步長(zhǎng)最小值，取0.0002；Tmax 為最大迭代次數(shù)；step移動(dòng)步長(zhǎng)step = 0.125visual；為衰減因子；t 為當(dāng)前迭代次數(shù)；s 取值范圍為1 ,30。visual可視域，其初值能夠取搜索范圍的最大值的1/4左右；式子(2-2-1)對(duì)可視域visual 和步長(zhǎng) step 進(jìn)行了改進(jìn)；這種對(duì)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)修正的功能正解決了差不多人工魚(yú)群算法求解精度不高

23、的問(wèn)題。2.2.2 自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法的行為優(yōu)化性自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法的行為優(yōu)化性要緊體現(xiàn)在對(duì)各個(gè)人工魚(yú)行為尋優(yōu)能力的提高上3。改進(jìn)方式具體改進(jìn)如下所述：覓食行為：設(shè)人工魚(yú)當(dāng)前處于狀態(tài)Xi，然后在可視域visual內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)狀態(tài)Xj，人工魚(yú)將當(dāng)前的狀態(tài)與選擇的狀態(tài)進(jìn)行比較，若選擇狀態(tài)Xj優(yōu)于當(dāng)前狀態(tài)Xi，那么人工魚(yú)就向選擇狀態(tài)Xj方向移動(dòng)一步step，否則再進(jìn)行搜尋。若在搜尋次數(shù)trynumber內(nèi)沒(méi)有找到比當(dāng)前更優(yōu)的狀態(tài)，現(xiàn)在有兩個(gè)選擇：一個(gè)是若當(dāng)前狀態(tài)Xi不是當(dāng)前群體的最優(yōu)狀態(tài)，那么人工魚(yú)就執(zhí)行隨機(jī)行為；另一個(gè)是若當(dāng)前狀態(tài)Xi是當(dāng)前群體的最優(yōu)狀態(tài)，則保留。聚群行為：設(shè)人工

24、魚(yú)當(dāng)前處于狀態(tài)Xi，然后在可視域visual內(nèi)隨機(jī)搜尋伙伴數(shù)目nf及中心位置Xc，若伙伴中心位置狀態(tài)Xc優(yōu)于當(dāng)前狀態(tài)Xi且不太擁擠。現(xiàn)在有兩個(gè)選擇：一是人工魚(yú)直接移動(dòng)到中心位置Xc，另一是人工魚(yú)向中心位置狀態(tài)Xc方向前進(jìn)一步后所在的位置Xc1，然后比較兩種方式下的狀態(tài)哪一種更優(yōu)良就選哪一種移動(dòng)方式。否則人工魚(yú)就執(zhí)行覓食行為。追尾行為：設(shè)人工魚(yú)當(dāng)前處于狀Xi，然后在可視域visual內(nèi)隨機(jī)搜尋伙伴數(shù)目nf及最優(yōu)的伙伴Xmax1，若最優(yōu)的伙伴狀態(tài)Xmax1優(yōu)于當(dāng)前處于狀態(tài)Xi且不太擁擠?，F(xiàn)在有兩個(gè)選擇：一種方式是人工魚(yú)直接移動(dòng)到Xmax1，另一種方式是人工魚(yú)向Xmax1方向前進(jìn)一步后所在的位置Xm

25、ax2，然后比較兩種方式下的狀態(tài)哪一種更優(yōu)良就選哪一種移動(dòng)方式。否則人工魚(yú)就執(zhí)行覓食行為。人工魚(yú)行為的優(yōu)化，有助于提高差不多人工魚(yú)群算法的尋優(yōu)能力。綜上所述，自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法具有專(zhuān)門(mén)好的自適應(yīng)能力和優(yōu)秀的人工魚(yú)行為，從而能夠更快地得到高精度的最優(yōu)解。2.2.3 懲處函數(shù)法電池更換站的充電策略優(yōu)化屬于帶約束的優(yōu)化問(wèn)題；自適應(yīng)改進(jìn)行為人工魚(yú)群算法直接能夠用于無(wú)約束的優(yōu)化問(wèn)題中，而不能夠直接用于帶約束的優(yōu)化問(wèn)題中；那么懲處函數(shù)法是一種能夠把約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一系列無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題來(lái)處理的方法。下面簡(jiǎn)單講明一下，如給定一帶約束式子 (2-2-2)將帶約束式子(2-2-2)轉(zhuǎn)寫(xiě)成罰函數(shù)的形式：

26、(2-2-3) 式中 f(X)目標(biāo)函數(shù)；Blame(X)懲處函數(shù)，將約束的條件表示成函數(shù)的形式；依照懲處函數(shù)法的性質(zhì)，不難得到，關(guān)于求解最小值的目標(biāo)函數(shù)f(X)來(lái)講，滿足約束條件的X，均能夠使Blame(X)的值為零。因此求解式子(2-2-3)就相當(dāng)于求解式子(2-2-2)。基于峰谷調(diào)節(jié)的實(shí)時(shí)電價(jià)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)采取合理的調(diào)度策略，能夠充分發(fā)揮電動(dòng)汽車(chē)在優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方面的作用。而電動(dòng)汽車(chē)的充電行為還能夠通過(guò)制定峰谷電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)或者輔助服務(wù)價(jià)格等途徑進(jìn)行操縱9。文獻(xiàn)10提出一種計(jì)及供電側(cè)填谷效果與用戶成本的數(shù)學(xué)模型，在確定優(yōu)化時(shí)段的情況下，優(yōu)化充電起始時(shí)刻及充電電價(jià)，達(dá)到了供電側(cè)與用戶側(cè)共贏的效

27、果。文獻(xiàn)11研究了電動(dòng)汽車(chē)基于分時(shí)電價(jià)的電動(dòng)汽車(chē)有序充電操縱策略，以用戶充電費(fèi)用最小作為一級(jí)目標(biāo)，電池起始充電時(shí)刻最早作為二級(jí)目標(biāo)，綜合考慮了電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行與用戶中意度。然而分時(shí)電價(jià)的時(shí)刻段為固定的，欠缺靈活性。文獻(xiàn)12提出了一種計(jì)及車(chē)主中意度的最優(yōu)峰谷分時(shí)電價(jià)模型，在將電動(dòng)汽車(chē)分為三類(lèi)的情況下，建立了電動(dòng)汽車(chē)充放電的需求響應(yīng)模型，并將用戶中意度最高、負(fù)荷峰谷差最小、購(gòu)電成本最低等因素作為目標(biāo)，進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。在改善負(fù)荷曲線的同時(shí)還兼顧了車(chē)主的中意度。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)門(mén)多基于電動(dòng)汽車(chē)的電價(jià)研究差不多上在假設(shè)車(chē)主能夠?qū)崟r(shí)地響應(yīng)電價(jià)的基礎(chǔ)上所展開(kāi)的。事實(shí)上用戶專(zhuān)門(mén)難響應(yīng)當(dāng)天制定的實(shí)時(shí)電價(jià)?；谏鲜?，考慮到

28、以后將有大量的電動(dòng)汽車(chē)和風(fēng)電接入電網(wǎng)，課題組提出了一種計(jì)及風(fēng)電接入和車(chē)主互動(dòng)意愿的實(shí)時(shí)電價(jià)模型，并引入調(diào)度的思想，優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)充放電功率，計(jì)算日前電價(jià)，并在已公布日前電價(jià)的基礎(chǔ)上，依照風(fēng)電預(yù)測(cè)功率的誤差，實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)日前電價(jià)，形成當(dāng)日電價(jià)。這種實(shí)時(shí)電價(jià)的制定方式對(duì)地區(qū)電網(wǎng)公司具有一定的參考價(jià)值。3.1 電動(dòng)汽車(chē)充放電模型文獻(xiàn)13可知，2020-2030年我國(guó)私家電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量將大規(guī)模上升。因此，為分析電動(dòng)汽車(chē)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的阻礙，課題組要緊針對(duì)私家車(chē)展開(kāi)研究。3.1.1 日行駛里程及速度依照美國(guó)交通部對(duì)全美家用車(chē)輛的調(diào)查結(jié)果 (NHTS) 14，私家電動(dòng)汽車(chē)日行駛距離服從對(duì)數(shù)正態(tài)分部，如公式（3-1-

29、1）所示： （3-1-1）式中，D=3.20，D= 0.88；x為行駛里程，0 0表示充電，Pi(t)0表示放電。一般情況下，在用電高峰時(shí)段，將電價(jià)調(diào)高，鼓舞用戶放電；而在用電低谷時(shí)期，將電價(jià)降低，鼓舞用戶充電，從而能夠達(dá)到以電價(jià)引導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)移峰填谷的目的。關(guān)于由電價(jià)升降所引發(fā)用電量的變化即彈性系數(shù)，其計(jì)算公式如下所示18： (3-1-10)qt1和qt2分不表示時(shí)段t的參考電價(jià)和當(dāng)前電價(jià)；pt1和pt2分不表示時(shí)段t的參考負(fù)荷值和當(dāng)前負(fù)荷值。為確保車(chē)主情愿參與V2G，關(guān)于這部分用戶在電價(jià)上具有如下優(yōu)惠：放電電價(jià)為日前電價(jià)與當(dāng)日電價(jià)的較大值，充電電價(jià)為日前電價(jià)與當(dāng)日電價(jià)的較小值，如

30、式(11)所示；而不情愿參與V2G的用戶與其相反。 (3-1-11)式中，qcha(t)為時(shí)段t的充電電價(jià)；qdischa(t)為時(shí)段t的放電電價(jià)；qahead(t)為時(shí)段t的日前電價(jià)；qday(t) 為時(shí)段t的當(dāng)日電價(jià)。3.2.2 程序設(shè)計(jì)程序以在一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)，情愿參與V2G的電動(dòng)汽車(chē)充電功率作為染色體個(gè)體，采納遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化前后電網(wǎng)的等效負(fù)荷曲線。其中算法參數(shù)的選擇如下：初始種群大小為50；最大遺傳代數(shù)為3000次；交叉概率為0.8；變異概率為0.02。算法流程如圖2所示。圖3-2 優(yōu)化算法求解過(guò)程優(yōu)化算法求解的要緊過(guò)程如下：1) 輸入常規(guī)負(fù)荷L(t)；風(fēng)電預(yù)測(cè)功率PW,F(

31、t)；車(chē)主互動(dòng)意愿率及電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量N。2) 構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)及相應(yīng)的約束條件。3) 初始化種群。以(PC(1), PC(2), PC(T)i作為染色體個(gè)體，在取值范圍內(nèi)隨機(jī)生成50個(gè)初始化個(gè)體。每個(gè)個(gè)體均采納實(shí)數(shù)編碼。4) 推斷生成的種群是否滿足優(yōu)化模型的約束條件，如不滿足則丟棄此種群。5) 以等效負(fù)荷方差的倒數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算每個(gè)染色體的適應(yīng)值，并記錄產(chǎn)生最小方差的個(gè)體(PC(1), PC(2), PC(T)i。6) 通過(guò)旋轉(zhuǎn)輪賭法選擇染色個(gè)體，并對(duì)其進(jìn)行交叉和多窗口變異操作，產(chǎn)生子代種群。7) 反復(fù)迭代尋優(yōu)，直至達(dá)到最大遺傳代數(shù)，并輸出全局最優(yōu)個(gè)體。8) 計(jì)算日前電價(jià)，并輸入實(shí)測(cè)風(fēng)電功率，

32、滾動(dòng)計(jì)算當(dāng)日電價(jià)。3.3.3 算例結(jié)果以某地區(qū)典型日負(fù)荷數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)負(fù)荷，電動(dòng)汽車(chē)充放電相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：N=10000，=0.30，qt1=0.50元/kWh，=-0.50。功率基值為100WVA。圖3-3(a)，3-4(a)，3-5(a)，3-6(a)中將優(yōu)化前后電動(dòng)汽車(chē)的充電功率曲線與風(fēng)電功率曲線和日負(fù)荷曲線疊加得到包含風(fēng)電和電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)荷曲線。（a）包含風(fēng)電和電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)荷曲線（b）日前電價(jià)和當(dāng)日電價(jià)的曲線圖3-3風(fēng)電功率曲線具有正調(diào)峰特性，風(fēng)電滲透率為60%，預(yù)測(cè)誤差為30% 圖3-3(b)，3-4(b)，3-5(b)，3-6(b)的曲線顯示了與之相對(duì)應(yīng)的日前電價(jià)和當(dāng)日電價(jià)的曲線。日前

33、電價(jià)給出了第二天電價(jià)的變化趨勢(shì)，而當(dāng)日電價(jià)則為修正風(fēng)電預(yù)測(cè)功率的誤差，采納以一個(gè)小時(shí)為一個(gè)時(shí)段制定電價(jià)。圖3-3(b)顯示了具有正調(diào)峰特性的風(fēng)電功率曲線且風(fēng)電滲透率為60%，預(yù)測(cè)誤差為30%情況下的電價(jià)曲線。圖3-4(b)顯示了具有正調(diào)峰特性的風(fēng)電功率曲線且風(fēng)電滲透率為60%，預(yù)測(cè)誤差為10%情況下的電價(jià)曲線。由此可知，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差越大，日前電價(jià)與當(dāng)前電價(jià)之差就越大。（a）包含風(fēng)電和電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)荷曲線（b）日前電價(jià)和當(dāng)日電價(jià)的曲線圖3-4風(fēng)電功率曲線具有正調(diào)峰特性，風(fēng)電滲透率為60%，預(yù)測(cè)誤差為10% （a）包含風(fēng)電和電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)荷曲線（b）日前電價(jià)和當(dāng)日電價(jià)的曲線圖3-5風(fēng)電功率曲線具有

34、反調(diào)峰特性，風(fēng)電滲透率為60%，預(yù)測(cè)誤差為10%圖3-5(b)顯示了具有反調(diào)峰特性的風(fēng)電功率曲線且風(fēng)電滲透率為60%，預(yù)測(cè)誤差為10%情況下的電價(jià)曲線。由圖3-4(b)和圖3-5(b)可知，具有反調(diào)峰特性的風(fēng)電功率曲線將導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷曲線峰谷差變大以及實(shí)時(shí)電價(jià)曲線峰谷差的拉大。（a）包含風(fēng)電和電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)荷曲線（b）日前電價(jià)和當(dāng)日電價(jià)的曲線圖3-6風(fēng)電功率曲線具有反調(diào)峰特性，風(fēng)電滲透率為30%，預(yù)測(cè)誤差為10%圖3-6(b)顯示了具有反調(diào)峰特性的風(fēng)電功率曲線且風(fēng)電滲透率為30%，預(yù)測(cè)誤差為10%情況下的電價(jià)曲線。由圖3-5(b)和圖3-6(b)可知，將具有反調(diào)峰特性的風(fēng)電功率曲線接入電網(wǎng)后，風(fēng)電

35、滲透率越低，電網(wǎng)負(fù)荷曲線越平緩，實(shí)時(shí)電價(jià)曲線的峰谷差越小。同時(shí)在實(shí)施實(shí)時(shí)電價(jià)引導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行V2G后，電網(wǎng)負(fù)荷曲線得到了一定程度的改善。4 多目標(biāo)系統(tǒng)操縱的充放電機(jī)集群操縱模型4.1 參數(shù)設(shè)置的差不多思路在每日24點(diǎn)之前，對(duì)電池更換站內(nèi)的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以進(jìn)行下一次日前打算的制定。包括站內(nèi)所有充電機(jī)的工作狀態(tài)、站內(nèi)所有充電機(jī)的故障情況、站內(nèi)所剩電池的信息（A、B、C各組充差不多充好的以及未充電電池的數(shù)量）4.1.1 電池排隊(duì)理論關(guān)于各組電池，將差不多充好的電池和沒(méi)有充好的電池分開(kāi)進(jìn)行排隊(duì)。正在充電的和等待充電的電池排成一組，依次進(jìn)行充電。當(dāng)充好一塊電池時(shí)，將其排到已充好電池組隊(duì)列的末端，需要放電

36、時(shí)，流水線從已充好電池組的隊(duì)列前段提取電池，連接充放電機(jī)進(jìn)行放電。當(dāng)有用戶進(jìn)站需要更換電池時(shí)，也從已充好電池組的隊(duì)列前段提取電池更換給用戶，同時(shí)，將用戶更換下來(lái)的空電池放入未充電電池隊(duì)列的末端進(jìn)行排隊(duì)。通過(guò)分開(kāi)排序的方法，能夠幸免電池出現(xiàn)剛充滿電就進(jìn)行放電的情況，有效減少電池的折損情況。4.1.2 電池梯度利用以半小時(shí)為優(yōu)化最小時(shí)刻單位，優(yōu)化時(shí)段為24h，依照次日的進(jìn)站流量密度曲線對(duì)電池更換需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)次日的電池更換站充換電流程進(jìn)行優(yōu)化。認(rèn)為用戶換給充電站的電池均已使用至電量閥值（剩余20%）。按照電池的健康程度，將站內(nèi)的電池按一定比例（如：60%，30%，10%）分為A、B、C三組。A組

37、為健康度較好的電池，參與正常的充電饋電行為，并能夠換給用戶；B組為較不健康電池，考慮到其折損情況，不再對(duì)其進(jìn)行饋電操作，僅用于充電并換給用戶；C組為不健康電池，其電池折損較重已不適合電動(dòng)汽車(chē)日常使用，因此留在電池更換站內(nèi)，進(jìn)行充電和饋電的經(jīng)濟(jì)運(yùn)作。在此之外需要額外考慮一部分的備用電池，通常為站內(nèi)電池總數(shù)的20%，這部分備用不參與放電收益，僅作為換電備用使用。4.1.3 電池更換站收費(fèi)制定關(guān)于電池更換站的換電池收費(fèi)與饋電電價(jià)的計(jì)算思路如下：換電站年收益率為：其中， 為換電站每天換電服務(wù)的所有電動(dòng)汽車(chē)充電量；為電池更換站充電損耗率；為電池更換站銷(xiāo)售電價(jià)；為電池更換站每年運(yùn)營(yíng)折算成本；為電池更換站向

38、電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，即充電成本價(jià)為電池更換站建設(shè)成本；F為電池更換站每年租賃電池成本。換一塊電池的價(jià)格=*Q*0.8，其中Q為單塊電池的容量；放電價(jià)格高于換電價(jià)格，取裕度10-20%。4.2 變量設(shè)置的差不多思路每個(gè)充電機(jī)對(duì)應(yīng)3個(gè)狀態(tài)：充電、放電、和停運(yùn)，對(duì)應(yīng)實(shí)數(shù)-1，0，1。認(rèn)為電機(jī)的充放電過(guò)程均為恒功率，效率均為90%。采取快充模式進(jìn)行充電。設(shè)站內(nèi)的充電機(jī)總數(shù)為M，對(duì)應(yīng)于電池組的分類(lèi)，同樣也將充電機(jī)按電池組比例分為A、B、C三組，A組充電機(jī)僅對(duì)A組電池進(jìn)行充放電操作，B、C組同理。那么變量矩陣表示為：（4-2-1）變量向量設(shè)置為720維變量； （4-2-2）4.2.1 電池更換站差不多設(shè)計(jì)模型換

39、電站要緊包括車(chē)輛數(shù)、備用電池組數(shù)、更換工位數(shù)和配電功率等四個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。這些關(guān)鍵參數(shù)和公交車(chē)的高峰持續(xù)時(shí)刻、高平峰發(fā)車(chē)間隔、車(chē)輛運(yùn)行周期、電池充電時(shí)刻、電池組充電功率等參數(shù)緊密相關(guān)。結(jié)合換電站設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，給出差不多的換電站參數(shù)設(shè)計(jì)模型示意圖4-1和圖4-2:圖4-1換電站參數(shù)設(shè)計(jì)模型圖4-2車(chē)輛運(yùn)行時(shí)刻和電池使用時(shí)刻4.2.2 換電站參數(shù)設(shè)計(jì)模型中差不多原則(1)換電站設(shè)計(jì)時(shí)要考慮最嚴(yán)峻的情況，也確實(shí)是要選取一天中高峰時(shí)刻最長(zhǎng)時(shí)刻段及與它相鄰的平峰時(shí)刻段(圖4-2中加粗的那一段時(shí)刻)；(2)更換工位數(shù)的計(jì)算原則要滿足車(chē)一進(jìn)站就換電池的要求；(3)模型中的計(jì)算方法是基于換電站為單條線路

40、服務(wù)，同時(shí)車(chē)輛只運(yùn)行一圈就換電充電。在不同條件下的換電站核心參數(shù)計(jì)算公式如下所示:（1）車(chē)輛數(shù)計(jì)算方法當(dāng) 即車(chē)輛運(yùn)行一次的時(shí)刻大于高峰期持續(xù)時(shí)刻條件下的車(chē)輛數(shù)為 （4-2-3）當(dāng) 即車(chē)輛運(yùn)行一次的時(shí)刻小于高峰期持續(xù)時(shí)刻條件下的車(chē)輛數(shù)為 （4-2-4）（2）備用電池計(jì)算方法當(dāng)即充電時(shí)刻大于高峰時(shí)刻條件下的備用電池為 （4-2-5）當(dāng)即充電時(shí)刻小于于高峰時(shí)刻條件下的備用電池為 （4-2-6）（3）更換工位數(shù)計(jì)算方法取整 （4-2-7）（4）充電功率計(jì)算方法當(dāng)即充電時(shí)刻大于高峰時(shí)刻條件下的充電功率為 （4-2-8）當(dāng)即充電時(shí)刻小于高峰時(shí)刻條件下的充電功率為 （4-2-9）其中，Nc是充換電站內(nèi)的車(chē)輛

41、數(shù)，Nb是備用電池組數(shù)，Nk是充換電站需要配置的更換工位數(shù)，Pave是電池組的平均充電功率，P是充換電站需要配置的充電功率。4.2.3 核心參數(shù)計(jì)算要緊阻礙因素依照上面的分析，阻礙換電站配電容量、備用電池組數(shù)、更換通道數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)的要緊因素有車(chē)輛運(yùn)行時(shí)刻、電池組充電時(shí)刻、電池更換時(shí)刻、高峰和平峰的發(fā)車(chē)間隔、高峰持續(xù)時(shí)刻以及電池組充電功率曲線等。這些參數(shù)可分成兩類(lèi):（1）受實(shí)際運(yùn)行工況有較大阻礙的，需要在設(shè)計(jì)時(shí)期進(jìn)行準(zhǔn)確估算的參數(shù)；1）車(chē)輛運(yùn)行時(shí)刻2）電池組充電時(shí)刻3）電池組充電功率曲線表4-1對(duì)比了當(dāng)初換電站設(shè)計(jì)的核心參數(shù)和實(shí)際充換電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)覺(jué)在換電站配電容量、車(chē)輛使用數(shù)、備用電池等參數(shù)

42、存在較大差異。表4-1換電站設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際使用情況對(duì)比對(duì)比內(nèi)容充電時(shí)刻/h車(chē)輛數(shù)/輛備用電池組數(shù)/組工位數(shù)/個(gè)配電容量/MW設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)3503023.2實(shí)際數(shù)據(jù)1.82.5502420.95造成核心參數(shù)差異大的核心緣故是對(duì)電池組的充電時(shí)刻和多組電池同時(shí)充電的功率計(jì)算方法存在較大的誤差，原設(shè)計(jì)中按電池組100%DOD (Depth Of Discharge)放電來(lái)計(jì)算充電時(shí)刻，實(shí)際上車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中由于線路運(yùn)行長(zhǎng)度和運(yùn)行時(shí)刻的特點(diǎn)和為應(yīng)對(duì)突發(fā)性交通擁堵的情況，車(chē)輛回站更換電池的放電深度大約在40%60%DOD，引起充電時(shí)刻的設(shè)計(jì)值與實(shí)際值存在較大差異，從而阻礙車(chē)輛的使用數(shù)量、備用電池?cái)?shù)量以及換電站配

43、電容量。換電站電池組充電是按照電池更換的頻率投入充電，存在多臺(tái)充電機(jī)同時(shí)工作的情況，但由于鋰離子電池充電功率在充電過(guò)程是變化的，盡管多臺(tái)充電機(jī)同工作，但工作的時(shí)刻起始點(diǎn)不一樣。在原設(shè)計(jì)中按換電站的最大輸出功率的累加和計(jì)算配電容量，造成設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際的配電容量。（2）依照成本、效益、服務(wù)能力綜合考慮，要進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的參數(shù)；1）高峰和平峰發(fā)車(chē)間隔2）高峰持續(xù)時(shí)刻3）電池更換時(shí)刻為滿足交通需求，公交車(chē)的運(yùn)行存在高峰段和平峰段，高峰段和平峰段的發(fā)車(chē)間隔有較大的區(qū)不。一般燃油車(chē)采納在不同時(shí)段投入不同的車(chē)輛數(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)高峰運(yùn)行需要，不需要其他方面的支持，而純電動(dòng)公交車(chē)為滿足高峰運(yùn)行要求，不僅需要投入相應(yīng)的

44、車(chē)輛，同時(shí)需要提高換電站的電池更換能力，并增加備用電池組數(shù)，對(duì)換電站的建設(shè)成本和相應(yīng)的占地面積帶來(lái)較大的阻礙。在世博會(huì)換電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求高峰期的斷面客流量達(dá)到14000人/小時(shí)，要求高峰期的車(chē)輛的發(fā)車(chē)間隔為1分40秒，換電站內(nèi)更換設(shè)備的更換時(shí)刻為10分鐘，必須配置8套更換設(shè)備，釆用四個(gè)更換通道，造成換電站的建設(shè)投資增加3000多萬(wàn)，備用電池?cái)?shù)達(dá)到120套，備用電池?cái)?shù)和車(chē)輛數(shù)的比例達(dá)到2:1，遠(yuǎn)超過(guò)了北京奧運(yùn)會(huì)換電站的1.4:1。通過(guò)世博會(huì)的實(shí)際運(yùn)行發(fā)覺(jué)，高峰期斷面客流量達(dá)到14000 人/小時(shí)持續(xù)時(shí)刻專(zhuān)門(mén)短，在絕大多數(shù)時(shí)刻內(nèi)更換設(shè)備和備用電池大量閑置。4.3 目標(biāo)函數(shù)4.3.1 考慮電池更

45、換站的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性以電池更換站全天運(yùn)行收益最大為目標(biāo)，即電池更換站向用戶提供電池更換服務(wù)的收益與向電網(wǎng)饋電所得的收益總和最大： （4-3-1）、分不為j時(shí)段電池更換站內(nèi)的饋電總功率和充電總功率；、分不為j時(shí)段電池更換站向電網(wǎng)饋電的電價(jià)和從電網(wǎng)買(mǎi)電的電價(jià)，為電池更換站換給用戶一塊電池所收取的費(fèi)用，為固定常數(shù)；為j時(shí)段換給用戶的電池?cái)?shù)目；為單位優(yōu)化時(shí)段，即半小時(shí)。4.3.2 考慮電池更換站內(nèi)電池的健康利用以電池更換站內(nèi)電池在一天之內(nèi)狀態(tài)切換次數(shù)總和最小為目標(biāo) （4-3-2）為站內(nèi)所有電池組1d之內(nèi)狀態(tài)切換總次數(shù)。4.4 約束條件4.4.1 站內(nèi)電池總數(shù)的約束（4-3-3） （4-3-4）、分不為j時(shí)

46、段A，B，C三組電池中處于已充好狀態(tài)的電池?cái)?shù)量。、分不為j時(shí)段A，B，C三組電池中處于充電狀態(tài)的電池?cái)?shù)量。、分不為j時(shí)段A、B兩組電池中換給用戶的數(shù)目（由于C組電池不參與電池更換，因此不存在）。、分不為j時(shí)段A、C兩組電池中處于放電狀態(tài)的電池?cái)?shù)量（由于B組電池不參與電池更換，因此不存在）。4.4.2 充電機(jī)數(shù)目約束j時(shí)段所有處于充電、放電狀態(tài)的電池總數(shù)應(yīng)不超過(guò)站內(nèi)充電機(jī)數(shù)量M（4-3-5）4.4.3 用戶需求約束站內(nèi)可用于用戶更換的電池?cái)?shù)量滿足當(dāng)前車(chē)輛換電量，并保證20%的裕度； （43-6）4.4.4 連續(xù)充電約束設(shè)定電池完成一次充電行為需要的時(shí)刻為 ，則在表示站內(nèi)所有充電機(jī)狀態(tài)的變量矩陣中

47、，關(guān)于每臺(tái)充電機(jī)，表示其處于充電狀態(tài)的1值連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)必須為的整數(shù)倍。4.5輸入輸出4.5.1 輸入信息（1）電動(dòng)汽車(chē)電池配置：1）電池更換站內(nèi)所配置的電池種類(lèi)數(shù)；2）每種電池的具體組成結(jié)構(gòu)：即每組電池箱中不同容量電池的配比。例如組成一個(gè)電池箱需要120Ah、100Ah和80Ah的電池各有幾個(gè)。（2）電池信息：1）站內(nèi)各類(lèi)電池的數(shù)量。例如120Ah、100Ah和80Ah的電池各自的總數(shù)。2）各類(lèi)電池的SOC。3）各類(lèi)電池的健康度信息，即各個(gè)電池分屬于A、B、C哪個(gè)電池組不中。4）各個(gè)電池的充放電狀態(tài)。包括充電中、放電中和等待中三種狀態(tài)。5）電池所能承受的最大充電速率與放電速率。6）電池的ID

48、信息。在進(jìn)站時(shí)進(jìn)行掃描錄入，提供電池的差不多信息與使用限制。（3）充電機(jī)信息：1）換電池站內(nèi)所擁有的充電機(jī)總數(shù)。2）各個(gè)充電機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)（包括充電中、放電中、暫停工作與故障中集中狀態(tài)）。3）充電機(jī)的充電功率限值與放電功率限值。4）充電機(jī)的ID。5）充電機(jī)上所放電池的ID。（4）以后24小時(shí)的電價(jià)信息，包括電池更換站用電電價(jià)與電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)。（5）以后24小時(shí)的換電需求。（6）電池更換站內(nèi)，電池與充電機(jī)的備用率。（7）充電與放電最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)限制。4.5.2 輸出信息充電機(jī)在下一時(shí)段的工作狀態(tài)安排（包括充電、放電、等待）。充電機(jī)的充電速率或放電速率。電池更換站中突發(fā)狀況的應(yīng)對(duì)方法5.1 充電機(jī)故障情

49、況下的處理方式當(dāng)電池更換站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到某臺(tái)充電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，首先應(yīng)啟動(dòng)站內(nèi)配備的備用充電機(jī)，將故障機(jī)器所承擔(dān)的充電任務(wù)轉(zhuǎn)移至備用充電機(jī)上。同時(shí)進(jìn)行故障機(jī)器的修復(fù)工作，完成修復(fù)并調(diào)試合格后，不進(jìn)行原有充電任務(wù)的再次轉(zhuǎn)移，而是將該臺(tái)充電機(jī)歸入電池更換站的備用充電機(jī)組中。假如發(fā)生出現(xiàn)故障機(jī)器而可供替換的備用電機(jī)組已全部處于運(yùn)行狀態(tài)的故障情況，則需做以下處理。關(guān)于A、B、C三類(lèi)充電機(jī)，其中C類(lèi)充電機(jī)負(fù)責(zé)給健康度為C等級(jí)的電池進(jìn)行充電，由于C類(lèi)電池可不能參與向用戶的換電池行為，因此C等級(jí)的電池?zé)o法進(jìn)行充放電可不能阻礙電池更換站的正常運(yùn)營(yíng)，僅阻礙電池更換站收益中的放電利益部分，因此C類(lèi)充電機(jī)故障的情況

50、下，直接等待機(jī)器維修恢復(fù)運(yùn)行即可，不進(jìn)行其他操作。關(guān)于A、B兩類(lèi)充電機(jī)，以A類(lèi)為例，假設(shè)A1號(hào)充電機(jī)出現(xiàn)故障，則立立即A1機(jī)器原定的充電與放電工作安排到C組的充電機(jī)上，即取一臺(tái)C組充電機(jī)，取消其原定的充電打算，改為執(zhí)行A1的充電打算，保證A組充電機(jī)按日前打算進(jìn)行工作。等到A1機(jī)器維修完畢后，由其執(zhí)行被取消的C組機(jī)器原定的打算。B組機(jī)器故障時(shí)也做同樣的處理。5.2 車(chē)流量大于預(yù)測(cè)的情況的處理方式分兩種情況進(jìn)行考慮：1）依舊按照日前優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)執(zhí)行換電池服務(wù)；2）按照盡量滿足用戶意愿的原則進(jìn)行換電池服務(wù)。針對(duì)情況1）將備用電池庫(kù)中的電池一次換給進(jìn)站的電動(dòng)汽車(chē)后，假如車(chē)輛需求超出備用電池量，則不在

51、予以換電池服務(wù)。這種情況依舊差不多濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)。針對(duì)情況2）當(dāng)備用電池用盡后，為了滿足用戶需求將下一時(shí)刻的備用電池提早使用，在此基礎(chǔ)上，按照約束條件重新生成能滿足后續(xù)需求的充換電機(jī)操縱矩陣。然而使用該方法后將無(wú)法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的效果。6 海量充放電機(jī)的有序充放電集群調(diào)度算法6.1 總體分層結(jié)構(gòu)由于以后將會(huì)有大量的電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)進(jìn)行隨機(jī)的充電，為了最小化新增電動(dòng)汽車(chē)充電負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)在網(wǎng)損、電壓偏移、頻率等方面的阻礙，需要對(duì)接入電網(wǎng)的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度。充分利用規(guī)模化運(yùn)行的電動(dòng)汽車(chē)的分布式儲(chǔ)能作用，在電網(wǎng)負(fù)荷非電高峰時(shí)段引導(dǎo)其進(jìn)行充電，從而起到削峰填谷、電網(wǎng)儲(chǔ)能、負(fù)荷操縱的作用，削減電網(wǎng)設(shè)備投

52、入和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，使得電網(wǎng)更加經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。而對(duì)數(shù)量如此之多的電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，將會(huì)出現(xiàn)維數(shù)過(guò)多的問(wèn)題。因此，能夠考慮對(duì)電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)用分層分區(qū)調(diào)度策略。我國(guó)電網(wǎng)的調(diào)度分為五個(gè)層次：國(guó)家級(jí)調(diào)度操縱、大區(qū)網(wǎng)局級(jí)調(diào)度、省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)級(jí)電網(wǎng)調(diào)度和縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度。這種電網(wǎng)的分層調(diào)度方法能夠作為電動(dòng)汽車(chē)并網(wǎng)調(diào)度分層的參考，由此依照電網(wǎng)的電壓等級(jí)，結(jié)合電網(wǎng)的分級(jí)調(diào)度策略對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的調(diào)度進(jìn)行縱向的劃分層次，劃分等級(jí)，即所謂的電動(dòng)汽車(chē)并網(wǎng)分層調(diào)度策略。電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)調(diào)度平臺(tái)依照這種分層方式分為兩個(gè)層面：充電區(qū)調(diào)度治理系統(tǒng)和電池更換站。電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)調(diào)度平臺(tái)通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電行為進(jìn)行一定的調(diào)度操縱，使其與

53、電網(wǎng)常規(guī)負(fù)荷的曲線相配合，達(dá)到拉平總負(fù)荷曲線的目的，從而減少發(fā)電設(shè)備的熱備用，并使現(xiàn)有電力系統(tǒng)設(shè)備得到充分利用，直接或間接的降低電力系統(tǒng)總的運(yùn)營(yíng)成本。此外，通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電行為進(jìn)行合理的調(diào)度操縱，與具有間歇性、隨機(jī)性等特點(diǎn)的可再生能源進(jìn)行互補(bǔ)配合，能夠有效平抑高滲透率下的間歇隨機(jī)性電源接入對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的功率波動(dòng)，增加電網(wǎng)接納具有間歇性、隨機(jī)性的可再生能源的能力。6.2 電動(dòng)汽車(chē)電池更換站電池更換站負(fù)責(zé)承擔(dān)途經(jīng)該站點(diǎn)的所有公交車(chē)的換電池任務(wù)。在實(shí)際的投運(yùn)過(guò)程中，公交車(chē)公司應(yīng)與電池更換站簽定合作合同，對(duì)公司所需的電池?cái)?shù)量與電池需求進(jìn)行考察后提供給電池更換站，作為運(yùn)行的初始條件。電池更換站通過(guò)日前

54、預(yù)測(cè)程序擬定第二天的運(yùn)營(yíng)方案，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的同時(shí)不斷進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化，以滿足用戶（公交車(chē)公司）的換電池需求為前提進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。將運(yùn)行過(guò)程中所獲得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)匯總后向充電區(qū)域調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，作為上層調(diào)度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。6.3 充電區(qū)調(diào)度治理系統(tǒng)充電區(qū)調(diào)度治理系統(tǒng)的要緊功能如下：1）實(shí)時(shí)顯示各個(gè)電池更換站的數(shù)據(jù)：要緊有各個(gè)電池更換站分不承擔(dān)的的換電池?cái)?shù)量與充電需求、電池更換站目前可用充電容量以及剩余電池信息四個(gè)數(shù)據(jù)；以及對(duì)各個(gè)分區(qū)調(diào)度治理系統(tǒng)匯總后的請(qǐng)求換電池?cái)?shù)量、電池更換站可用容量、可放電電池信息以及剩余電池信息 四個(gè)數(shù)據(jù)；2）分區(qū)電動(dòng)汽車(chē)多時(shí)刻尺度充放電功率預(yù)測(cè)：用來(lái)制定日前打算，同時(shí)作為與當(dāng)前各分區(qū)調(diào)

55、度治理系統(tǒng)匯總后總的請(qǐng)求充電功率進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)；3）分區(qū)電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化調(diào)度：實(shí)現(xiàn)短時(shí)充放電調(diào)整、充放電站打算編制，以及長(zhǎng)時(shí)優(yōu)化協(xié)調(diào)；4）電網(wǎng)調(diào)度信息：電網(wǎng)調(diào)度命令、電網(wǎng)潮流計(jì)算；電網(wǎng)調(diào)度目標(biāo)、電網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算。7 算例分析假設(shè)電池的健康度級(jí)不A、B、C的比例為60%、30%、10%。輸入信息：（1）電動(dòng)汽車(chē)電池配置：1）電池更換站內(nèi)所配置的電池種類(lèi)數(shù)：3種2）每種電池的具體組成結(jié)構(gòu)： 組1：120Ah*4+80Ah*2；組2：120Ah*4+100Ah*2+80Ah*2；組3：120Ah*4+100Ah*2；（2）電池信息：1）站內(nèi)各類(lèi)電池的數(shù)量。例如120Ah、100Ah和80Ah的電池各自的總數(shù)

56、。設(shè)共有200塊，按比例分為A、B、C3組。2）各類(lèi)電池的SOC。3）各類(lèi)電池的健康度信息，即各個(gè)電池分屬于A、B、C哪個(gè)電池組不中。4）各個(gè)電池的充放電狀態(tài)。包括充電中、放電中和等待中三種狀態(tài)。5）電池所能承受的最大充電速率與放電速率：0.5C。6）電池的ID信息。在進(jìn)站時(shí)進(jìn)行掃描錄入，提供電池的差不多信息與使用限制。（3）充電機(jī)信息：1）換電池站內(nèi)所擁有的充電機(jī)總數(shù)：設(shè)有20臺(tái)，按比例分為A、B、C3組。2）各個(gè)充電機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)。3）充電機(jī)的充電功率限值與放電功率限值：充電功率最大限值30kW，放電最大功率限值30kW。4）充電機(jī)的ID。5）充電機(jī)上所放電池的ID。（4）以后24小時(shí)的

57、電價(jià)信息圖7-1 充電價(jià)格預(yù)測(cè)曲線（5）以后24小時(shí)的換電需求。圖7-2 進(jìn)站流量密度預(yù)測(cè)曲線（6）電池更換站內(nèi)，電池與充電機(jī)的備用率：均設(shè)為20%的備用率。（7）充電與放電最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)限制：4h。優(yōu)化結(jié)果：由前一天的運(yùn)行信息結(jié)合歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，得到第二天的日前充電打算的充電機(jī)狀態(tài)矩陣，其中狀態(tài)“1”表示對(duì)電池充電，“-1”表示向電網(wǎng)饋電，“0”表示停機(jī)：1 1 1 1 -1 -1 -1 0 -1 1 1 -1 0 1 -1 0 -1 -1 0 11 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 0 -1 -1 0 11 1 0 0 1 0 1 1 0 -1 1 0 -1 1

58、 0 1 -1 -1 1 11 1 1 1 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 0 1 -1 -1 1 11 0 1 1 0 1 1 -1 1 0 1 -1 -1 -1 1 1 0 0 1 11 1 1 -1 1 1 1 0 1 0 1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 11 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 -1 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1-1 1 -1 1 1 -1 1 1 1 0 1 1 -1 1 1 1 -1 1 1 -1-1 0 1 1 1 -1 1 1 0 0 1 0 -1

59、1 1 1 -1 1 1 -1-1 -1 1 1 1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 0 0 0 1 -1 1 1 1-1 -1 0 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 11 1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 -1 1 11 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 -1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 0 0 1 -1 1 -1 1 1 -1 -11 1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 -1 1 -1 1 -1 -1 -11 1

60、1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 01 1 1 -1 1 1 1 1 1 1 0 -1 -1 0 1 -1 1 -1 -1 0-1 -1 1 -1 1 1 1 -1 0 -1 1 -1 1 0 1 1 -1 -1 1 0-1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1-1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 -1 -1 1 -1-1 -1 1 -1 1 1 -1 1 0 1 1 0 -1 -1 1 1 -1 1 1 10 1 -1 -1 1 1 -1 1 1 1 1