基于博弈論的電動汽車與智能電網交互決策研究.pdf

1、電動汽車(electric vehicle，EV)有序充電是促進交通系統能量供給電氣化和實現交通系統與智能電網協作的重要手段。傳統單純考慮保障EV電能需求或改善電力系統運行的有序充電方式已難以適用于EV與智能電網的交互決策中。在此背景下，本文采用博弈論實現在向EV提供優(yōu)質充電服務的同時，激勵EV與智能電網在能量與備用等方面的協作，主要工作總結如下:
　　為明確EV在智能電網中的定位，從交通系統和智能電網的角度對EV的發(fā)展趨勢進行了

2、總結和展望。隨后，針對博弈論的分析方法進行了簡要地回顧。對于博弈論在EV有序充電中的應用，分別從無聚合博弈、聚合博弈等角度進行了綜述，明晰了博弈論在EV與智能電網交互決策中應用的廣度和深度。
　　針對無聚合時EV與智能電網在能量層面上的協作，提出了基于廣義Nash博弈的交互決策方法。該方法中，基于網絡演算理論刻畫了EV充電服務的質量(quality of service，QoS)。在廣義Nash博弈中，各EV通過優(yōu)化自身的充電計劃

3、以降低充電費用，同時計及了EV整體的充電功率約束。結合次變分方程(quasivariational inequality，QVI)，證明了該博弈中均衡點的存在性和唯一性。
　　為實現無聚合時EV與智能電網在能量與備用方面的協作，基于廣義Stackelberg博弈構建了智能電網-EV交互決策方法。該方法中，EV作為跟從者，通過對自身充電和備用計劃進行優(yōu)化，在保障充電服務QoS的前提下，響應能量和備用價格以最大化自身利益。智能電網作為

4、主導者，通過優(yōu)化能量和備用價格，以實現與EV的能量和備用協作。隨后，基于QVI證明了該博弈中均衡點的存在性和唯一性。最后，將該博弈問題轉換為優(yōu)化問題進行求解以獲得均衡點。
　　針對多個EV充電站與所接入主動配電網的協作，提出了基于供需均衡函數的決策方法。在該方法中，各EV充電站作為主導者，通過優(yōu)化需求曲線，間接影響配電網邊際節(jié)點價格，以實現自身利益的最大化。主動配電網作為唯一跟從者，通過對各充電站的充電計劃進行優(yōu)化，以實現社會效益

5、的最大化?；赑otential函數，將該博弈轉換為含均衡約束的數學規(guī)劃問題(mathematicalprogramming with equilibrium constraints，MPEC)，并證明了均衡解的存在性。
　　為實現參與電力批發(fā)市場的多個EV充電站與主動配電網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制。在該合作博弈中，基于網絡演算理論建立了計及QoS約束的充電站能量和備用決策模型。針對主動配電網