技术特征：
1.基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，搭建混合式电动公交充电站框架，确定电动公交混合充电站充电时刻表设计所涉及的参数以及决策变量；步骤2，确定模型的基本假设与条件，包括：电池容量、充电速率以及单次换电成本的同一性，区间化的最终电量状态，离散型的分段充电方程；步骤3，基于分时电价，以最小化充电总成本为目标函数，综合充电连续性和最终电量限制性约束方程，建立确定性数学优化模型；步骤4，考虑车辆进站剩余电量的不确定性，将确定性数学优化模型转化为基于预算不确定集的鲁棒优化模型；步骤5，基于仿射变换，将步骤4所述鲁棒优化模型中的观望变量转化为当下变量，从而构建仿射式可调鲁棒对等模型；步骤6，基于强对偶理论，将步骤5所述仿射式可调鲁棒对等模型转换为对偶形式，得到电动公交充电时序鲁棒优化模型；步骤7，利用电动公交充电时序鲁棒优化模型进行混合充电站充电时刻表的设计。2.根据权利要求1所述基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：混合式电动公交充电站中，电动公交集为i＝{1,2,...,i
max
}，其中i
max
为电动公交总数；充电站中共有m个插入式充电桩；充电桩的额定功率为p；最大换电比例为r
swap
；单个时间步长为δt，时间集为t＝{1,2,...,t
max
}，其中t
max
为规划窗口的总时长；车辆i的在站时间集为t
ia,d
＝{t
ia
,t
ia
+1,...,t
id
}，其中t
ia
为车辆i的到站时刻，t
id
为车辆i的离站时刻；电动公交车的电池容量为cap，车辆i进站时的剩余电量为q
i
，充电完成后电池电量状态所处区间的下限和上限分别为l
soc
和u
soc
；t时刻的分时电价为c
t
，单次换电服务的固定费用为c
b
；涉及的决策变量如下：表征当前车辆i是否被分配为换电模式的二元变量x
i
；表征当前车辆i在当前时刻t是否处于充电状态的二元变量y
i,t
；表征当前时刻t是否为车辆i充电开始时刻的二元变量π
i,t
；表征当前时刻t是否为车辆i充电结束时刻的二元变量ρ
i,t
。3.根据权利要求1所述基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，步骤2所述模型的基本假设与条件，具体为：所有电动公交车都具有一致的电池容量和充电速率；单次换电的服务费用固定；车辆在完成插电式充电后的预期电量处于区间[l
soc
cap,u
soc
cap]，其中，cap为电动公交车的电池容量，l
soc
和u
soc
分别为充电完成后电池电量状态所处区间的下限和上限；电动公交车的充电方程为离散型的分段线性函数。4.根据权利要求2所述基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，步骤3所述确定性数学优化模型的目标函数表示为：其充电连续性和最终电量限制性约束方程如下：
其中，z表示充电总成本，(t
‑
t
ia,d
)表示t与t
ia,d
的差集。5.根据权利要求4所述基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，所述步骤4中，考虑车辆进站剩余电量的不确定性，利用基于不确定集的鲁棒优化模型，将车辆i的进站剩余电量q
i
限制在其预算不确定集u
1∩∞
中：其中，z
i
表示车辆i进站剩余电量q
i
的不确定程度，和分别是车辆i进站剩余电量q
i
的表盘显示值和最大偏差；不确定预算γ由不确定状态下，决策者可接受的不满足约束条件的概率ε(γ)决定：其中，φ表示标准正态分布的累积密度函数，0≤γ≤i
max
。6.根据权利要求5所述基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，所述步骤5中，将观望变量通过仿射变换，与不确定性参数建立仿射函数关系，转化为当下变量：其中，θ
i
和λ
i,j
均表示仿射函数中的新决策变量，综合式(11)，当满足条件|z
i
|≤1和式(5)和式(6)重新表述为：式(5)和式(6)重新表述为：
泛化为矩阵形式：αz≤h1(16)βz≤h2(17)其中，z为i
max
行的向量，矩阵α、β、h1和h2由下式给出：由下式给出：由下式给出：由下式给出：由下式给出：由下式给出：则仿射式可调鲁棒对等模型由式(1)，式(2)
‑
(4)，式(7)
‑
(10)，式(12)，式(16)
‑
(23)表示。7.根据权利要求6所述基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，其特征在于，所述步骤6中，基于强对偶理论，将属于半无限规划问题的仿射式可调鲁棒对等模型转化为可解的有限问题，得到最终的电动公交充电时序鲁棒优化模型为：满足
m
‑
n＝α
‑
m
‑
n+ω+re
t
＝0m≥0n≥0
ω≥0r≥0v
‑
w＝βv≥0w≥0s≥0ωe+γr≤h1其中，u为i
max
行的向量，e为i
max
行的单位向量，m、n、v、w、ω和均为i
max
行i
max
列的矩阵；r和s为i
max
行的向量。
技术总结
本发明公开了基于鲁棒优化的电动公交混合充电站充电时刻表设计方法，包括：搭建混合式电动公交充电站框架，确定问题及参数变量；声明基本假设与条件；建立确定性优化模型；考虑进站剩余电量的不确定性，构建基于预算不确定集的鲁棒优化问题；运用仿射变换，将“观望变量”转换为“当下变量”，构建仿射式可调鲁棒对等模型；基于强对偶理论和对偶转换，形成可解的鲁棒优化模型，进行充电时刻表的设计。本发明创新性地融合插入式充电和换电充电，并考虑了进站时车辆剩余电量的不确定性，采用鲁棒优化，基于强对偶定理，进行了电动公交充电时刻表设计，降低了充电成本，为混合式充电站的运营优化提供了建设性意见和可靠的技术支撑。营优化提供了建设性意见和可靠的技术支撑。营优化提供了建设性意见和可靠的技术支撑。
技术研发人员：董润 黄迪 汪怡然 刘昕 刘志远
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.07.02
技术公布日：2021/11/9