(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911022924.0
(22)申请日 2019.10.25
(71)申请人 上海电力大学
地址 200090 上海市杨浦区平凉路2103号
(72)发明人 王育飞　薛花　徐文法　张宇华　
(74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限
公司 31225
代理人 王怀瑜
(51)Int.Cl.
G06Q  30/02(2012.01)
G06Q  50/06(2012.01)
(54)发明名称
一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价
方法
(57)摘要
本发明涉及一种基于博弈论的电动汽车充
电实时定价方法，将一天划分为多个时段，在第
一个博弈回合制定初始的各时段充电电价，获取
各电动汽车用户的负荷响应策略；在当前的博弈
回合中，根据上一博弈回合时电动汽车用户的负
荷响应策略，调整各时段的充电电价，电动汽车
用户根据自身充电需求情况响应充电站的价格
策略，进入下一博弈回合，当一天中电动汽车充
电站的收益和电动汽车用户的总充电费用均达
到最优时，博弈达到均衡。与现有技术相比，本发
明基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，考
虑充电站的调峰作用，电动汽车充电站制定的充
电电价实时反映充电站负荷变化水平，能够有效
改善电网侧负荷水平，提高博弈双方的经济效
益。权利要求书3页  说明书8页  附图2页CN 110827066 A 2020.02.21
C N  110827066
A
1.一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，将一天划分为多个时段，在第一个博弈回合制定初始的各时段充电电价，获取各电动汽车用户的负荷响应策略；在当前的博弈回合中，根据上一博弈回合时电动汽车用户的负荷响应策略，调整各时段的充电电价，并将该电价信号传递给各电动汽车用户，电动汽车用户接收电价信号后，根据自身充电需求情况响应充电站的价格策略，并将负荷响应策略传递给电动汽车充电站，进入下一博弈回合，当一天中电动汽车充电站的收益和电动汽车用户的总充电费用均达到最优时，博弈达到均衡。
2.根据权利要求1所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，电动汽车充电站的收益目标函数f1计算式为：
f1＝max(f1.1+f1.2)
其中，f1.1为电网公司的经济激励，f1.2为电动汽车充电站售电利润。
3.根据权利要求2所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，所述的电网公司的经济激励f1.1计算式为：
其中，α为电网公司的激励费率，D(P sta(i))为充电站调峰效果评价指标，D base为充电站调峰效果评价指标D(P sta(i))的归一化因子，D(P sta(i))和D base计算式为：
其中，P sta(i)为充电站第i时段的负荷功率，为一天中充电站负荷功率平均值，P Bas (i)为第i时段基础负荷功率，m为总时段数，P Bas(i)为第i时段基础负荷功率，d(P sta(i))为第i时段电动汽车充电负荷与基础负荷的相关系数，max和min分别表示一天所有时段中取最大值和最小值，D(-P Bas(i))为理想情况下充电站的最佳调峰评价指标值，d(P sta(i))和D (-P Bas(i))计算式为：
其中，为一天中基础负荷功率的平均值；d(-P Bas(i))为理想情况下第i时段电动汽车充电负荷与基础负荷的相关系数，计算公式如下：
4.根据权利要求2所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，所述的电动汽车充电站售电利润f1.2计算式为：
其中，N为电动汽车数量，P EV(i)为第i时段电动汽车的充电功率，ωn(i)为第n辆电动汽车在第i时段的充电指令信号，当ωn(i)＝1时，第n辆电动汽车在第i时段开始充电，当ωn (i)＝0时，第n辆电动汽车在第i时段不参与充电，c(i)为第i时段电动汽车的充电价格，c g
(i)为第i时段充电站的购电电价。
电动汽车十大名牌排名及价格5.根据权利要求4所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，所述的第i时段电动汽车的充电价格c(i)的制定带有约束条件，包括充电价格约束和配电变压器容量约束。
6.根据权利要求5所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，所述的充电价格约束和配电变压器容量约束具体为：
c min(i)≤c(i)≤c max(i)
P sta(i)+P Bas(i)≤ηtra Scosθ
其中，c min(i)为第i时段充电电价的下限值，c max(i)为第i时段充电电价的上限值，S为变压器的额定
容量，ηtra为变压器的效率，cosθ为负荷功率因数，P sta(i)为充电站第i时段的负荷功率，P Bas(i)为第i时段基础负荷功率。
7.根据权利要求1所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，电动汽车用户的总充电费用目标函数f2计算式为：
其中，m为总时段数，N为电动汽车数量，c(i)为第i时段电动汽车的充电价格，P EV(i)为第i时段电动汽车的充电功率，ωn(i)为第n辆电动汽车在第i时段的充电指令信号，当ωn (i)＝1时，第n辆电动汽车在第i时段开始充电，当ωn(i)＝0时，第n辆电动汽车在第i时段不参与充电。
8.根据权利要求7所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，电动汽车用户的负荷响应策略具有约束条件，包括电动汽车充电功率约束、电池荷电状态约束和电动汽车充电需求约束。
9.根据权利要求7所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，第i时段电动汽车用户的负荷响应策略空间表示为：
S EV.fix(i)＝{i}
其中，S EV.fix为固定负荷类型的电动汽车负荷响应策略空间，S EV.elastic为弹性负荷类型的电动汽车负荷响应策略空间，当T char≥T stay(i)时，该电动汽车充电负荷定义为固定负荷，当T char＜T stay(i)时，该电动汽车充电负荷定义为弹性负荷，T char为电动汽车的充电时长，T stay(i)为第i时段电动汽车的停车时长，随着时间的推移，停车时长不断减小，m delay为满足充电需求的情况下，电动汽车延迟充电的最大时段数，m delay计算式为：
T stay(i)为第i时段电动汽车的停车时长，为向下取整符号。
10.根据权利要求7所述的一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，其特征在于，当电动汽车用户响应程度较低，使得第i时段电网侧负荷水平低于一天中电网侧负荷平均值时，c(i)＝c fix(i)-ε(i)，第i时段电动汽车充电站的价格策略空间S sta(i)表示为：S sta(i)＝{c min(i),...,c fix(i)-ε(i),...c fix(i)}
其中，c min(i)为第i时段充电电价的下限值，c fix(i)为第i时段的固定电价；ε(i)为第i 时段的浮动电价，
当电动汽车用户响应程度较高，使得第i时段电网侧负荷水平高于一天中电网侧负荷平均值时，c(i)＝c fix(i)+ε(i)，第i时段充电站的价格策略空间S sta(i)表示为：S sta(i)＝{c fix(i),...,c fix(i)+ε(i),...c max(i)}
式中：c max(i)为第i时段充电电价的上限值。
一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法技术领域
[0001]本发明涉及一种电动汽车充电定价方法，尤其是涉及一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法。
背景技术
[0002]当今社会对能源和环境问题的关注度越来越高，电动汽车因其具有清洁环保、高效节能和低噪声等优点受到各国政府的支持和推广。作为一种新型负荷，电动汽车无序充电会加大网侧负荷峰谷差、减少变压器寿命以及增大网损，电动汽车有序充电能够参与电网辅助服务，优化电网运行。合理有效的充电定价方法能够引导电动汽车用户改变固有的充电习惯，响应充电站的调度，降低电动汽车充电负荷随机性对电网的负面影响。
[0003]目前，关于电动汽车充电定价方法的研究已经取得了一定成果。电动汽车充电电价的研究主要集中在分时电价与动态分时电价两方面，虽然在一定程度上能够降低电动汽车用户的充电费用和改善
电网侧负荷水平，但随着电动汽车数量的不断增加，大量电动汽车集中在分时电价的低谷时段充电容易引起新的负荷高峰，根据当前充电站的负荷变化情况及时调整电动汽车充电电价变得尤为重要。因此，研究一种实时反映充电站负荷变化的电价机制具有重要意义。
发明内容
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于博弈论的电动汽车充电实时定价方法，具体包括如下步骤：
[0007]1)建立充电站-电动汽车用户定价博弈模型
[0008]  1.1)电动汽车充电站
[0009]利用皮尔逊相关系数描述电动汽车充电负荷与基础负荷之间的相关性，并建立调峰效果评价指标，具体表达式为：
[0010]
[0011]式中：d(P sta (i))为第i时段电动汽车充电负荷与基础负荷的相关系数；m为时段
数；P sta (i)为充电站第i时段的负荷功率；
为一天中充电站负荷功率平均值；P Bas (i)为第i时段基础负荷功率；
为一天中基础负荷功率的平均值。[0012]充电站调峰效果评价指标D(P sta (i))为：
说　明　书
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