融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略

玉少华; 杜兆斌; 陈丽丹; 陈南星; 李家乐

doi:10.7500/AEPS20230731003

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略

规模化电动汽车与电网智能友好互动关键技术 | 更新时间：2025-06-16

- 融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略
- Guidance and Regulation Strategy for Charging and Discharging Behaviors of Electric Vehicles Based on Fusion of Road Network and Power Grid Information
- 电力系统自动化 2024年48卷第7期页码：169-180
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学电力学院，广东省广州市 510641
  2.广州航海学院轮机工程学院，广东省广州市 510725
- 作者简介：
  
  玉少华(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电动汽车优化调控。E-mail：978344451@qq.com
  杜兆斌(1977—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：电力系统运行规划、电力系统稳定性分析。E-mail：epduzb@scut.edu.cn
  陈丽丹(1981—)，女，博士，副教授，主要研究方向：电动汽车与电网互动、新能源技术、电力系统优化规划与运行等。E-mail：chenld@gcu.edu.cn
- 基金信息：
  
  广东省重点领域研发计划资助项目(2019B111109001)
- DOI：10.7500/AEPS20230731003
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-31，
  
  修回：2023-12-22，
  
  网络出版：2024-03-06，
  
  纸质出版：2024-04-10
- 稿件说明：
移动端阅览
玉少华,杜兆斌,陈丽丹等.融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略[J].电力系统自动化,2024,48(7):169-180.

YU Shaohua,DU Zhaobin,CHEN Lidan,et al.Guidance and Regulation Strategy for Charging and Discharging Behaviors of Electric Vehicles Based on Fusion of Road Network and Power Grid Information[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(7):169-180.
玉少华,杜兆斌,陈丽丹等.融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略[J].电力系统自动化,2024,48(7):169-180. DOI： 10.7500/AEPS20230731003.

YU Shaohua,DU Zhaobin,CHEN Lidan,et al.Guidance and Regulation Strategy for Charging and Discharging Behaviors of Electric Vehicles Based on Fusion of Road Network and Power Grid Information[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(7):169-180. DOI： 10.7500/AEPS20230731003.

摘要

在智慧城市理念快速发展的背景下，电动汽车（EV）无引导的出行与无序的充放电行为影响着电力-交通耦合网络的安全高效运行。针对此问题，提出一种融合路网-电网信息的EV充放电行为引导与调控两阶段优化策略。首先，分析电力-交通耦合网络的交互影响因素和方式，提出EV充放电出行路径引导和调控架构；其次，提出融合路网-电网信息的EV充放电出行决策电价动态更新策略，并建立计及用户时间-经济成本的EV充放电出行路径决策优化模型；然后，兼顾多方主体利益，建立EV充放电调控模型；最后，仿真结果表明

所提策略能够综合考虑路网和电网实时运行状态，充分挖掘EV在路径引导与充放电调控过程中的可调潜力，实现系统协调运行和多方共赢。

Abstract

In the context of the rapid development of smart city concepts

the unguided traveling and disorderly charging and discharging behaviors of electric vehicles (EVs) are affecting the safe and efficient operation of the power-transportation coupling network. To address this problem

this paper proposes a two-phase optimal guidance and regulation strategy for charging and discharging behaviors of EVs based on the fusion of road network and power grid information. Firstly

the interactive factors and modes of the power-transportation coupling network are analyzed

and the guidance and regulation architecture of EV charging and discharging travel path are proposed. Secondly

a dynamic updating strategy for the electricity price of EV charging and discharging travel decision is proposed based on the fusion of road network and power grid information

and an optimization model for EV charging and discharging travel path decision-making is established considering the user time-economic cost. Then

the EV charging and discharging regulation model is established considering the interests of multiple stakeholders. Finally

the simulation results show that the proposed strategy can comprehensively consider the real-time operation state of the road network and the power grid

fully tap into the adjustable potential in the process of path guidance and charging and discharging regulation of EVs

and realize the coordinated operation of the system and multi-party win-win.

关键词

Keywords

references

王海鑫，袁佳慧，陈哲，等 . 智慧城市车-站-网一体化运行关键技术研究综述及展望［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 1 ）： 112 - 132 .

WANG Haixin ， YUAN Jiahui ， CHEN Zhe ， et al . Review and prospect of key techniques for vehicle-station-network integrated operation in smart city ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 1 ）： 112 - 132 .

KIM J . Smart city trends： a focus on 5 countries and 15 companies ［J］. Cities ， 2022 ， 123 ： 103551 .

范宏，李嘉晖，郭琦 . 考虑用户充电决策行为的电动汽车充电引导策略［J］. 电力工程技术， 2023 ， 42 （ 4 ）： 23 - 30 .

FAN Hong ， LI Jiahui ， GUO Qi . Electric vehicle charging guidance strategy considering user charging decision-making behavior ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2023 ， 42 （ 4 ）： 23 - 30 .

刘志强，张谦，朱熠，等 . 计及车-路-站-网融合的电动汽车充电负荷时空分布预测［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 12 ）： 36 - 45 .

LIU Zhiqiang ， ZHANG Qian ， ZHU Yi ， et al . Spatial-temporal distribution prediction of charging loads for electric vehicles considering vehicle-road-station-grid integration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 12 ）： 36 - 45 .

谢龙韬，谢仕炜，陈铠悦，等 . 考虑用户出行成本预算的电力-交通耦合网络充电站定价策略［J/OL］. 电力系统自动化： 1 - 9 ［ 2023-12-21 ］. https：//kns-cnki-net.webvpn.scut.edu.cn/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.2233.016.html https://kns-cnki-net.webvpn.scut.edu.cn/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.2233.016.html .

XIE Longtao ， XIE Shiwei ， CHEN Kaiyue ， et al . Pricing strategy of charging station in power-transportation coupling network considering user travel cost budget ［J/OL］. Automation of Electric Power Systems ： 1 - 9 ［ 2023-12-21 ］. https：//kns-cnki-net.webvpn.scut.edu.cn/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.2233.016.html https://kns-cnki-net.webvpn.scut.edu.cn/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.2233.016.html .

胡泽春，邵成成，何方，等 . 电网与交通网耦合的设施规划与运行优化研究综述及展望［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 12 ）： 3 - 19 .

HU Zechun ， SHAO Chengcheng ， HE Fang ， et al . Review and prospect of research on facility planning and optimal operation for coupled power and transportation networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 12 ）： 3 - 19 .

陈丽丹，张尧， Antonio FIGUEIREDO . 电动汽车充放电负荷预测研究综述［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 10 ）： 177 - 191 .

CHEN Lidan ， ZHANG Yao ， FIGUEIREDO A . Overview of charging and discharging load forcasting for electric vehicles ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 10 ）： 177 - 191 .

吴巨爱，薛禹胜，谢东亮 . 电动汽车聚合商对备用服务能力的优化［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 9 ）： 75 - 81 .

WU Juai ， XUE Yusheng ， XIE Dongliang . Optimization of reserve service capability made by electric vehicle aggregator ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 75 - 81 .

朱陶 . 融合路网信息和电网信息的大规模电动汽车充电调度［D］. 北京：清华大学， 2014 .

ZHU Tao . Large scale EVs’ charging scheduling based on the interaction of road and distribution information ［D］. Beijing ： Tsinghua University ， 2014 .

万爽 . 面向交通和电网综合优化的电动汽车充/换电调度［D］. 北京：北京林业大学， 2015 .

WAN Shuang . Charging and battery switch scheduling for electric vehicles aimed at performance improvement of the traffic network and the distribution ［D］. Beijing ： Beijing Forestry University ， 2015 .

XIE S W ， WU Q W ， HATZIARGYRIOU N D ， et al . Collaborative pricing in a power-transportation coupled network： a variational inequality approach ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2023 ， 38 （ 1 ）： 783 - 795 .

LI K ， SHAO C C ， LI X L ， et al . An inverse optimization method for electric vehicle charging and road toll pricing in coupled urban transportation and power distribution systems ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2024 ， 15 （ 2 ）： 1849 - 1860 .

孙毅，葛明洋，王献春，等 . 考虑补偿激励的电动汽车多区域优化调度策略［J/OL］. 上海交通大学学报： 1 - 21 ［ 2023-10-03 ］. https：//doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.348 https://doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.348 .

SUN Yi ， GE Mingyang ， WANG Xianchun ， et al . Multi-region optimal scheduling strategy for electric vehicles considering compensation incentive ［J/OL］. Journal of Shanghai Jiao Tong University ： 1 - 21 ［ 2023-10-03 ］. https：//doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.348 https://doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.348 .

JIN Z G ， WU R Q ， CHEN X Y ， et al . Charging guiding strategy for electric taxis based on consortium blockchain ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 ： 144144 - 144153 .

杨帅，戴朝华，郭爱，等 . 考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电定价机制［J/OL］. 电力系统自动化： 1 - 14 ［ 2023-10-12 ］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.1606.009.html https://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.1606.009.html .

YANG Shuai ， DAI Chaohua ， GUO Ai ， et al . Fast charging pricing mechanism considering load space balance and cooperative game of charging stations ［J/OL］. Automation of Electric Power Systems ： 1 - 14 ［ 2023-10-12 ］. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.1606.009.html https://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20231010.1606.009.html .

YU S H ， DU Z B ， CHEN L D . Optimal regulation strategy of electric vehicle charging and discharging based on dynamic regional dispatching price ［J］. Frontiers in Energy Research ， 2022 ， 10 ： 873262 .

赵智愚 . 路边临时停车对城市道路路段通行能力及行程时间的影响研究［D］. 成都：西南交通大学， 2022 .

ZHAO Zhiyu . Study on the effect of temporary roadside parking on the capacity and travel time of urban road sections ［D］. Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2022 .

National travel survey： 2019 ［EB/OL］. ［ 2022-01-07 ］. https：//www.gov.uk/government/statistics/national-travel-survey-2019 https://www.gov.uk/government/statistics/national-travel-survey-2019 .

陈丽丹 . 电动汽车广泛接入对电网的影响及其调控策略研究［D］. 广州：华南理工大学， 2018 .

CHEN Lidan . Research on the impact of electric vehicles broadly access to the power system and their control strategy ［D］. Guangzhou ： South China University of Technology ， 2018 .

邵尹池，穆云飞，余晓丹，等 . “车-路-网”模式下电动汽车充电负荷时空预测及其对配电网潮流的影响［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 18 ）： 5207 - 5219 .

SHAO Yinchi ， MU Yunfei ， YU Xiaodan ， et al . A spatial-temporal charging load forecast and impact analysis method for distribution network using EVs-traffic-distribution model ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 18 ）： 5207 - 5219 .

刘峰伟，陈佳佳，赵艳雷，等 . 端对端交易模式下基于移动储能共享的配电系统韧性提升［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 16 ）： 151 - 159 .

LIU Fengwei ， CHEN Jiajia ， ZHAO Yanlei ， et al . Resilience enhancement for distribution system based on mobile energy storage sharing in peer-to-peer transaction mode ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 16 ）： 151 - 159 .

KAZEMI M ， ZAREIPOUR H . Long-term scheduling of battery storage systems in energy and regulation markets considering battery’s lifespan ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 6 ）： 6840 - 6849 .

国家能源局南方监管局 . 南方区域电力辅助服务管理实施细则［EB/OL］.［ 2022-01-08 ］. http：//nfj.nea.gov.cn/frontIndex/index.do http://nfj.nea.gov.cn/frontIndex/index.do .

Southern Regulatory Bureau of the National Energy Administration . Implementation rules for the administration of power auxiliary services in southern region ［EB/OL］. ［ 2022-01-08 ］. http：//nfj.nea.gov.cn/frontIndex/index.do http://nfj.nea.gov.cn/frontIndex/index.do .

朱永胜，杨振涛，丁同奎，等 . 考虑用户动态充电需求的电动汽车充电站规划［J］. 郑州大学学报（工学版）， 2023 ， 44 （ 2 ）： 82 - 90 .

ZHU Yongsheng ， YANG Zhentao ， DING Tongkui ， et al . Electric vehicle charging station planning considering users’ dynamic charging demand ［J］. Journal of Zhengzhou University （Engineering Science）， 2023 ， 44 （ 2 ）： 82 - 90 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

动态电价机制下电动汽车竞争性充电的阻塞管理模型

基于移相控制与模式切换的双向无线电能传输系统效率优化方法

面向电力-交通系统协同运行的建模、求解与应用评述