基于博弈論的電動(dòng)汽車(chē)與智能電網(wǎng)交互決策研究.pdf

1、電動(dòng)汽車(chē)(electric vehicle，EV)有序充電是促進(jìn)交通系統(tǒng)能量供給電氣化和實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)與智能電網(wǎng)協(xié)作的重要手段。傳統(tǒng)單純考慮保障EV電能需求或改善電力系統(tǒng)運(yùn)行的有序充電方式已難以適用于EV與智能電網(wǎng)的交互決策中。在此背景下，本文采用博弈論實(shí)現(xiàn)在向EV提供優(yōu)質(zhì)充電服務(wù)的同時(shí)，激勵(lì)EV與智能電網(wǎng)在能量與備用等方面的協(xié)作，主要工作總結(jié)如下:
　　為明確EV在智能電網(wǎng)中的定位，從交通系統(tǒng)和智能電網(wǎng)的角度對(duì)EV的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了

2、總結(jié)和展望。隨后，針對(duì)博弈論的分析方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要地回顧。對(duì)于博弈論在EV有序充電中的應(yīng)用，分別從無(wú)聚合博弈、聚合博弈等角度進(jìn)行了綜述，明晰了博弈論在EV與智能電網(wǎng)交互決策中應(yīng)用的廣度和深度。
　　針對(duì)無(wú)聚合時(shí)EV與智能電網(wǎng)在能量層面上的協(xié)作，提出了基于廣義Nash博弈的交互決策方法。該方法中，基于網(wǎng)絡(luò)演算理論刻畫(huà)了EV充電服務(wù)的質(zhì)量(quality of service，QoS)。在廣義Nash博弈中，各EV通過(guò)優(yōu)化自身的充電計(jì)劃

3、以降低充電費(fèi)用，同時(shí)計(jì)及了EV整體的充電功率約束。結(jié)合次變分方程(quasivariational inequality，QVI)，證明了該博弈中均衡點(diǎn)的存在性和唯一性。
　　為實(shí)現(xiàn)無(wú)聚合時(shí)EV與智能電網(wǎng)在能量與備用方面的協(xié)作，基于廣義Stackelberg博弈構(gòu)建了智能電網(wǎng)-EV交互決策方法。該方法中，EV作為跟從者，通過(guò)對(duì)自身充電和備用計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，在保障充電服務(wù)QoS的前提下，響應(yīng)能量和備用價(jià)格以最大化自身利益。智能電網(wǎng)作為

4、主導(dǎo)者，通過(guò)優(yōu)化能量和備用價(jià)格，以實(shí)現(xiàn)與EV的能量和備用協(xié)作。隨后，基于QVI證明了該博弈中均衡點(diǎn)的存在性和唯一性。最后，將該博弈問(wèn)題轉(zhuǎn)換為優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解以獲得均衡點(diǎn)。
　　針對(duì)多個(gè)EV充電站與所接入主動(dòng)配電網(wǎng)的協(xié)作，提出了基于供需均衡函數(shù)的決策方法。在該方法中，各EV充電站作為主導(dǎo)者，通過(guò)優(yōu)化需求曲線，間接影響配電網(wǎng)邊際節(jié)點(diǎn)價(jià)格，以實(shí)現(xiàn)自身利益的最大化。主動(dòng)配電網(wǎng)作為唯一跟從者，通過(guò)對(duì)各充電站的充電計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益

5、的最大化?；赑otential函數(shù)，將該博弈轉(zhuǎn)換為含均衡約束的數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題(mathematicalprogramming with equilibrium constraints，MPEC)，并證明了均衡解的存在性。
　　為實(shí)現(xiàn)參與電力批發(fā)市場(chǎng)的多個(gè)EV充電站與主動(dòng)配電網(wǎng)在能量和備用方面的合作，提出了基于合作博弈的能量與備用共享機(jī)制。在該合作博弈中，基于網(wǎng)絡(luò)演算理論建立了計(jì)及QoS約束的充電站能量和備用決策模型。針對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)