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基于博弈的大规模电动汽车的分布式充电最优控制
| 论文题名： | 基于博弈的大规模电动汽车的分布式充电最优控制 |
| 关键词： | 电动汽车;分布式充电;协调控制策略;博弈理论 |
| 摘要： | 本文核心的研究问题是大规模电动汽车(小用户)和一些大型充电用户(大用户)，例如大型电动汽车车队、抽水储能系统等的充电策略。由于集中协调控制无法实现对大规模电动汽车系统以及大型充电用户的控制，所以在本文中，提出一种基于博弈的分布式的协调控制策略。 为了分析此问题，本文首先进行了大小用户充电模型的建立。假设所有的小用户和大用户都足够理性且都希望使自己的充电成本最小，而用电单价是由总的用电需求所决定。随着小用户数量的的持续增长，每个小用户由于其总体数量巨大而对总体电网需求的改变可以忽略不计，但是每个大用户的充电明显地影响电网的总充电需求。同时，在小用户数足够大的前提下，所有的用户都可以看到其他用户的充电策略的平均值，进而，每个小用户和大用户可以计算其充电策略。 在这种数学模型下，假定每个小用户的最优控制取决于每个小用户和大用户的用电需求的集合。同时假定每个大用户的最优策略取决于小用户的充电策略的集合和其他的大型充电用户的充电策略之和。则可知每个用户的协调策略的集合为一个纳什均衡。而且此时的充电策略是在小用户数足够大的情况下一个定点问题的近似解。 本文主要论证了实现纳什均衡的一种算法。所有的小用户根据大用户的充电策略和小用户充电策略的策略均值不断更新各自的策略。直到参与博弈的用户不再更新自己的策略时，算法程序不再执行。即首先是小用户根据算法程序更新策略实现最优之后，然后大用户开始根据小用户已经更新好的策略均值和其他大用户的充电策略依次更新各自的充电策略。直到小用户和大用户都不再更新各自的充电策略，上述的算法程序停止。 在实际情形下，首先是各用户在充电前提交各自的充电策略，然后进行博弈。因为每个用户都是同步独立的更新自己的充电策略，所以这个算法的执行时间与电动汽车的用户数无关，而与大用户数有关。在通常情况下，最优策略使得策略更新使整个系统近似达到最优。如果小用户为同类用户，即各项参数都相同，则填谷策略为纳什均衡。在文章的第五章，用仿真对该算法的结果进行了验证。 围绕大规模电动汽车与大型充电用户的协调控制策略，进行电动汽车与电网交互协调控制系统平台设计，对平台的整体框架、所选用技术，平台构架做了一系列的研究。 |
| 作者： | 王伟童 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 宋申民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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