《大規模插電式電動汽車最優充電控制策略研究》是依託北京理工大學，由馬中靜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大規模插電式電動汽車最優充電控制策略研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：馬中靜
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大規模插電式電動汽車群體在電網的最優充電控制決策問題為多限制條件下的非線性時變最優控制問題。鑒於此類問題集中式最優控制策略的計算複雜性，本課題提出了基於博弈的分散式充電控制決策方法。各電動汽車根據系統共有電力資源價格信號最小化自己的充電成本。不同於現實中執行的固定、階梯或分時段電價，此價格信號由電網總用電負荷決定用以實時反映電力資源稀缺性和電網堵塞程度。在此價格槓桿作用下，各電動汽車都趨向於在谷底時刻電能充足和電網流暢時充電；當參與充電的電動汽車群體足夠大時，填谷為唯一的納什均衡策略。本課題著重分析在特定博弈機制下系統達到均衡策略狀態的計算複雜度。本課題還重點研究電動汽車群體通過充電行為博弈來跟蹤風能等隨機間歇性新能源出力軌跡，從而提升這類新能源的併網利用率；將採用和擴展平均場博弈原理來解決這類大規模弱相關博弈者參與的隨機博弈問題。
結題摘要
項目的背景：鑒於傳統能源的日益枯竭及溫室氣體排放的危害，近些年來電動汽車得到了極大的重視及飛速發展，但大量電動汽車作為新負荷接入電網，勢必對當前的電網造成衝擊，甚至會影響整個電網運行的經濟性和可靠性。因此研究電動汽車在電網系統的充電策略問題有很強的社會及經濟意義。 主要研究內容：本項目將大規模電動汽車群體最優充電控制決策問題數學建模為基於博弈的分散式充電控制問題；考慮電力輸配電線路約束及損耗情況下的分散式控制策略研究；協調控制電動汽車充電策略來提升風能等新能源併網利用率。通過協調控制電動汽車群體的充電策略跟蹤風能隨機出力過程，從而有效提升這類新能源的併網利用率；對普遍採用的車載鋰離子電池的充電特性分析，並將其考慮到電動汽車的充電管理模型中，設計電動汽車的充電控制策略，使得在考慮充電成本的同時，也延長了車載電池的壽命；研究基於拍賣的新的電動汽車分散式充電控制方法；研究多層電網路結構下的電動汽車充電問題；研究V2G下電動汽車的最優控制策略。 重要結果：設計了分散式充電控制策略，並確立了其收斂的充分條件以及收斂後所得分散式策略與全局策略的一致性；分別考慮電網系統輸配電容量約束情況下的電動汽車群體的分散式充電策略的收斂性及最優性能；基於拍賣的電動汽車最佳化充電博弈問題的納什均衡的最優性。 科學意義：電動汽車充電策略問題研究為一類特定的無限可分有價資源的共享問題，因此對於此類問題的研究對於一般性無限可分的有價資源的最佳化共享問題有重要的推動作用。本項目對有價資源的共享最佳化問題，設計了分散式算法，用以求其共享的最優解，並給出算法的收斂性及最優解的計算複雜度；同時基於拍賣的電動汽車充電博弈問題，是一類新的多類可分有價資源的拍賣博弈問題。
