基于博弈论的插电式混合动力汽车充电策略

基于博弈论的插电式混合动力汽车充电策略

插电式混合动力汽车（PHEV）推广应用的一个主要障碍在于其充电时间的管理。大量PHEV接入电网，将使电网负荷增加18%，且随时可能产生的过载将降低电网的可靠性，因此将PHEV的充电负荷转移到电网的非高峰用电期是解决该问题的有效方法。若能对充电负荷进行控制，不仅有利于PHEV使用者对其电能消耗进行管理，而且有利于公共事业部分对电网负荷进行管理。基于博弈论中的相关理论制定了PHEV充电策略，并通过仿真对该策略进行了验证。

目前，电力市场中多采用动态电价的收费标准，将电价设定为电网负荷的函数。因而，在制定PHEV充电策略时，可将电网最小化负荷这一目标转化为汽车使用者最小化充电成本。假设汽车使用者均愿意最小化各自的充电成本，且汽车使用者的充电时间是相互独立且随机的，因而该问题类似于博弈论中的纳什均衡，即非合作博弈均衡。假设PHEV充电时间在［a，b］区间，如晚上22点至早上7点，该假设的取值范围只为了方便对所提出策略的理解，不影响其通用性，范围可根据具体实例进行改变。PHEV充电速率是个取决于充电器类型、电池尺寸等多种因素且随时间变化的量，为简化计算将其设为定值。利用PHEV历史充电时间，对PHEV当天的充电时间进行概率估计，估计时采用启发式算法。选择过去100天的充电开始时间作为初始数据，并利用粒子群优化算法进行概率估计，确定当天的充电时间，协同其它PHEV的计算结果，将充电负荷转移避开电网峰值用电期。对该算法进行仿真验证时，选择了1000个具有PHEV的家庭用电数据，汽车数据采用雪佛兰沃蓝达PHEV，并将电价表示为电网总负荷的3次函数。仿真结果表明，所提出的策略能有效地将充电负载转移至电网非高峰用电期，且显示出较高的响应速度。

刊名：IEEE Transactions on Smart Grid（英）

刊期：2014年第5期

作者：Shahab Bahrami

编译：李臣