基于主从博弈的电动汽车有序充电策略研究

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随着社会发展和科学进步,各国对能源的需求和耗量也越来越高,电动汽车以其节能环保的优点得到了广泛地推广。然而,大规模电动汽车的无序充电行为会对电网和道路交通系统产生不利影响,对其进行优化调度至关重要。因此,本文针对基于主从博弈的电动汽车有序充电策略展开了深入研究。针对配电网中可再生能源消纳不充分问题,本文考虑电动汽车和储能装置柔性资源对其改善,提出了一种基于主从博弈的光伏充电站-电动汽车有序充电策略的模型,该模型兼顾了电动汽车和充电站的利益,并基于此提出了一种聚合分时电价模型,以激励电动汽车用户有序充电。在此基础上,针对大规模行驶中电动汽车的快速充电需求,提出了一种基于主从博弈的大规模行驶中电动汽车有序充电策略的模型。该模型在优化交通系统的同时兼顾了电动汽车用户综合成本和充电站代理商综合收益。本文具体的研究内容主要包括以下三个方面:
  (1)基于私家车的行驶规律,分析了电动汽车用户的行驶特性;其次,通过蒙特卡洛算法建立了电动汽车无序充电的负荷模型。为电动汽车有序充电策略和电网安全稳定运行提供理论支撑。
  (2)针对配电网中可再生能源消纳不充分问题,提出了一种基于主从博弈的光伏充电站-电动汽车有序充电策略的模型,并基于此,考虑了电动汽车的充电需求、常规负荷和分布式电源发电功率与电价之间的相互作用,提出了一种聚合实时电价模型。再通过KKT条件、对偶定理和线性松弛技术对该模型进行线性化,并提出采用天牛须双层迭代算法进行求解。最后,通过仿真并与无序充电行为对比验证了充电策略的模型和电价模型的有效性和优越性。
  (3)考虑大规模行驶中电动汽车的快速充电需求,提出了一种基于主从博弈的大规模行驶中电动汽车有序充电策略的模型,该模型融合了道路交通系统和电网,并考虑了动态电动汽车耗电量对充电站选择的影响。其次,改进了天牛须双层迭代算法,并对线性化的主从博弈模型进行求解。最后,在动态电动汽车耗电量分析的基础上,搭建系统模型,进行仿真研究。仿真结果对比分析了所提出的主从博弈充电模式与就近充电模式下的交通拥堵情况,充电站电动汽车充电数量、网损、售电收益,以及电动汽车用户行驶时间成本、排队时间成本和购电成本,从而验证了所提充电策略的有效性和优越性。
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