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基于博弈论的电动车充电经济性研究
| 论文题名： | 基于博弈论的电动车充电经济性研究 |
| 关键词： | 电动车;充电负荷;博弈理论;纳什均衡;充电经济性 |
| 摘要： | 能源与环境之间的矛盾是当今人类亟待解决的问题。插电式电动车可降低化石燃料的消耗，从而可减小碳排放和汽车尾气的排放。同时，在未来智能配电网的发展建设中，随着电动车这一类负荷大面积接入电网，其又可能对配电网造成的各种经济和安全问题。所以，在未来智能配电网的规划设计中，插电式电动车作为配电网的新成员将占据着重要的地位。合理规划电动车充电负荷分配并研究相关的调控手段，对于配电网以及配套充电设施的安全稳定经济运行有着重要的意义。论文从经济性角度出发，讨论了两种充电模式下电动车充电负荷分配问题；并运用博弈理论分别推演了在两种情况下电动车的充电行为趋势和经济结果的趋势。论文主要包含以下几方面内容： 首先，对博弈理论基础知识及纳什均衡性质进行了简单介绍，并对纳什均衡求解方法进行了总结；并结合具体应用实例，分析博弈理论作为一种求解工具解决智能配电网多决策主体之间协调优化问题的可行性与有效性。 然后，针对慢速充电模式下电动车充电经济性进行研究。研究中采用概率分布函数模型处理电动车用户出行时间与出行距离分布情况，并利用置信区间对用户离家时间与归家时间进行区间估计以实现场景的合理性。在车主希望充电费用最少、和配电网希望尽可能缓解电动车大量接入而造成的经济安全问题二者之间，根据非合作博弈理论，建立了基于实时浮动电价的电动车充电问题的博弈模型。并通过算例，比较分析了在不同电动车渗透率情况下，无序充电行为和规划后的有序充电行为对电网影响的差异，揭示了基于博弈的有序充电行为对于平缓系统负荷所起到的作用，为规划电动车合理充电行为提供依据。 最后，针对快速充电模式下电动车充电经济性问题进行了研究。文中顺次介绍了可模拟电动车在城市充电站内的排队行为的M/M/s排队模型的建立过程；电动车决策演化与充电站报价竞争双层博弈模型（基于演化博弈理论与非合作博弈理论）的建立过程。剖析了城市电动车充电负荷空间合理分布问题中隐藏的多方经济博弈。采用蒙特卡洛随机试验对电动车空间分布进行模拟，通过算例计算验证了所研究分析框架的科学性及有效性，并对比分析了博弈规划前后电动车在充电站间分布密度的变化趋势、充电站报价和对应利润以及电动车收益收敛趋势。 |
| 作者： | 王禹森 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 刘宏达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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