Operation State Prediction of Charging Station Based on Spatio-Temporal Coupling Characteristics

Su SU; Yujing LI; Mingchao XIA; Xiaokang TANG; Cunhao WEI; Fang LIANG

doi:10.7500/AEPS20210629005

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Operation State Prediction of Charging Station Based on Spatio-Temporal Coupling Characteristics

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Operation State Prediction of Charging Station Based on Spatio-Temporal Coupling Characteristics
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 3, Pages: 23-32(2022)
- 作者机构：
  
  北京交通大学电气工程学院，北京市 100044
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51677004)
- DOI：10.7500/AEPS20210629005
  CLC：
- Received：29 June 2021，
  
  Revised：2021-10-19，
  
  Published Online：09 December 2021，
  
  Published：10 February 2022
- 稿件说明：
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苏粟,李玉璟,夏明超等.基于时空耦合特性的充电站运行状态预测[J].电力系统自动化,2022,46(3):23-32.

SU Su,LI Yujing,XIA Mingchao,et al.Operation State Prediction of Charging Station Based on Spatio-Temporal Coupling Characteristics[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(3):23-32.
苏粟,李玉璟,夏明超等.基于时空耦合特性的充电站运行状态预测[J].电力系统自动化,2022,46(3):23-32. DOI： 10.7500/AEPS20210629005.

SU Su,LI Yujing,XIA Mingchao,et al.Operation State Prediction of Charging Station Based on Spatio-Temporal Coupling Characteristics[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(3):23-32. DOI： 10.7500/AEPS20210629005.

摘要

提出一种基于时空耦合特性和深度学习模型的充电站运行状态预测方法。首先，基于充电站历史运行数据和所在区域的交通通行速度数据集，利用

-means聚类方法将充电站划分为不同类型，分析充电站运行状态在时间上的特性；建立单个充电站的“偏移量-交通-时间”三维矩阵模型，深度挖掘充电站运行状态与周边交通状况在时间和空间上的耦合相关性。其次，将充电站状态与交通状况的时间滞后相关特性进行空间重构，利用卷积神经网络进行特征提取，通过长短期记忆网络进行时间序列预测，构建基于Keras深度学习框架的充电站运行状态多步预测模型。最后，以20个充电站的真实运行数据进行验证，并与多种预测算法进行对比，结果表明，所提方法具有较高的预测精度。

Abstract

A prediction method for the operation status of charging stations based on spatio-temporal characteristics and the deep learning model is proposed. Firstly

based on the historical operation data of charging stations and the traffic speed data set in the area

the

-means clustering method is used to classify the charging stations into different types and the temporal characteristics of the operation status of charging stations are analyzed. The “offset-traffic-time” three-dimensional matrix model of individual charging stations is established to deeply explore the coupling correlation between the operation status of charging stations and the surrounding traffic conditions in time and space. Secondly

the spatial reconstruction of the time-lagged correlation between charging station status and traffic conditions is carried out

the feature extraction is carried out by convolutional neural network

and the time series prediction is carried out by long short-term memory network

so as to build a multi-step prediction model of charging station operation status based on Keras deep learning framework. Finally

the proposed method is validated with the data of 20 charging stations and compared with various prediction algorithms

and the results show that the proposed method has high prediction accuracy.

关键词

Keywords

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