基于主從博弈的含電動汽車虛擬電廠協調調度

張 高, 王 旭, 蔣傳文

(上海交通大學電子信息與電氣工程學院, 上海市 200240)

0 引言

汽車作為當代生活中便捷快速的交通工具已經成為人們生活中不可或缺的一部分,但是隨著石油等傳統一次能源的迅速枯竭和尾氣排放所導致的環境污染的日益嚴重,人們對于傳統汽車的依賴已經逐漸被電動汽車(electric vehicle,EV)所取代[1-2]。隨著EV的急劇增長,其負荷隨機性對于電網的規劃運行會產生巨大的影響。特別是EV充電負荷與電網負荷相疊加會進一步加重電網的峰谷差[3]從而導致配電網線路潮流越限與變壓器過載等嚴重問題[4-5]。同時,由于EV行駛中的時空不確定性,其入網充電時間與充電電量均具有極高的隨機性,這也給電網優化控制帶來了極大的挑戰。

針對EV的有序充電管理問題,文獻[6]提出主從博弈(Stackelberg game)模型以實現EV與售電商的均衡共贏。文獻[7]通過動態響應電網分時電價實現了充電站內EV的有序充電,但在該文獻中沒有考慮到EV充電過程的隨機性,文獻[8]則以用戶起始充放電時刻的Poisson分布特性為切入點,研究了EV充放電需求與電網最優峰谷電價的相互影響。文獻[9]提出基于博弈論的決策優化模型以避免大規模EV直接入網[7-8]所帶來的控制優化問題“維數災難”。文獻[10]則針對[9]中所提出的EV代理商模型在電力市場中的最優競標策略進行了建模分析。文獻[11]針對EV行駛中的路徑選擇與充電導航進行了建模。相較于可中斷負荷與可時移負荷,EV在進行充電時價格敏感度更高,其參與備用容量等輔助服務的方式更為靈活[12-13]。……