1、大规模插电式电动汽车充电协调策略解析

大规模插电式电动汽车充电协调策略解析

1. 研究背景与动机

随着不可再生石油能源的快速消耗以及温室气体的高排放，插电式电动汽车（PEVs）迎来了高速发展。这些车辆有助于减少石油资源的消耗和污染物排放，但高渗透率 PEV 的无序或不协调充电行为可能对电网系统产生重大负面影响，如增加电网投资、提高能源成本和加剧峰值负荷等。

在美国，PEV 大部分时间处于停车可充电状态，且充电时间通常小于可充电时长，这为车辆充电的协调提供了灵活性。若能协调车辆充电，可构建避免电力系统负面影响并降低系统成本的聚合充电曲线。

以往研究假设 PEV 充电模式能“填谷”夜间需求，但未解决如何协调充电模式的问题。实现大规模独立 PEV 的“填谷”充电模式在实际操作中面临诸多挑战。目前，已有大量研究致力于解决 PEV 充电协调问题，可采用集中式或分散式策略。集中式策略虽能减轻对电网的负面影响，但存在消费者决策受限、信息共享困难、通信负担重和计算复杂度高等问题。因此，分散式方法成为研究热点。

2. 基于博弈的大规模 PEV 充电协调问题

基于时间或固定价格难以有效填充夜间低谷，实时价格模型被广泛应用于需求响应管理和电动汽车充电/放电协调。分散式策略允许每个 PEV 根据实时边际电价信息自主选择充电模式，以降低个体充电成本。

PEV 充电协调问题可视为非合作博弈，属于潜在博弈的一种，与电信中的路由和流量控制博弈在数学上等价，概念上类似于网络博弈。已有大量关于潜在博弈中纳什均衡或 ε - 纳什均衡计算的研究，包括集中式和分散式机制。

在无限 PEV 群体系统中，每个 PEV 通过共同的价格信号相互耦合，当群体规模趋于无穷时，所有 PEV