34、电动汽车充电系统的性能分析

电动汽车充电系统的性能分析

1. 流体随机Petri网（FSPN）基础

流体随机Petri网（FSPN）是一种用于建模和分析系统的工具。在FSPN中，电池由一个流体位置表示，其流体水平即电量。两个连续服务站之间在高速公路上的行驶时间是一个具有一般分布的随机变量。若服务站有γ个并行充电器，该站的队列则为M/M/γ队列。

FSPN在随机Petri网框架的基础上，引入了连续位置（包含流体量）和流体弧（连接定时转移和流体位置，决定流体进出）。后来还引入了流体脉冲，其强度取决于流体水平和网络的离散标记。FSPN有图形表示，可据此推导出描述随机标记过程的流体随机方程，但求解这些方程颇具挑战性。

2. 基础设施与电动汽车

以意大利从博洛尼亚到塔兰托的A1高速公路（743公里）为例，两个充电站之间的高速公路部分称为路段。假设每个服务站都配备γ个并行充电器，且所有充电器功率相同，所有电动汽车的充电曲线也相同。

高速公路上的车流包括纯电动汽车（BEV）、非纯电动汽车和我们跟踪的标记BEV。其他BEV可能会竞争充电点，导致标记车到达时站点出现排队情况。非BEV虽未明确建模，但其存在会影响包括标记BEV在内的车流平均速度。标记BEV完成一个路段的时间是随机变量，其分布在每个路段可能不同，用移位Erlang分布建模，参数取决于路段的交通状况。

每个站点有γ个并行充电器，BEV按已知参数的泊松过程到达站点。为简化，将非标记BEV的充电时间近似为已知参数的指数分布，使站点前的队列成为M/M/γ队列。

3. 流体随机Petri网场景

在考虑的场景中，FSPN的位置集P分为离散位置集Pd和连续位置集Pc。离