18、电动汽车与电网协调问题的高效博弈分析

电动汽车与电网协调问题的高效博弈分析

在当今的能源领域，电动汽车（PEV）与电网（V2G）的协调问题至关重要。它不仅有助于实现电网的频率和电压调节，还能提高能源利用效率。下面将深入探讨V2G协调问题的相关内容。

1. V2G协调问题的提出

V2G协调问题旨在通过PEV的充电协调，为电网提供频率和电压调节服务。具体来说，单个PEV可以通过协调其充电/放电有功功率来提供频率调节服务，并通过适当设置其充电电流与电网电压之间的相位角差来提供电压调节服务。

设$\triangle f$为电网频率与标称值的偏差，$P(\triangle f)$为相应的供需不平衡；$\triangle v$为电网电压与标称值的偏差，$Q(\triangle v)$为相应的供需不平衡。在本文中，假设$(P(\triangle f), Q(\triangle v))$在接下来的短时间间隔$T$内保持不变。$N$表示接入电网并愿意提供V2G服务的电动汽车集合。为简化分析，假设只要车辆同意在间隔$T$内提供服务，它们将在此期间保持接入电网并按约定提供服务。

2. 单个PEV的协调能力

2.1 视在功率约束

考虑一个带有电力电子AC/DC逆变器的PEV充电器，它可以通过协调PEV $n$的电流大小$I_n$和电网电压与PEV $n$电流之间的相位差$\theta_n$来调节有功和无功功率。设$u_{nP}$和$u_{nQ}$分别表示PEV $n$的有功功率和无功功率，则有：
[
\begin{cases}
u_{nP} = V_s \times I_n\cos\theta_n \
u_{nQ} = V_s \ti