基于动态哈夫模型及双边匹配的电动汽车充电引导策略

苏粟; 王建祥; 王磊; 李玉璟; 聂晓波; 向文旭

doi:10.7500/AEPS20230731008

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基于动态哈夫模型及双边匹配的电动汽车充电引导策略

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

- 基于动态哈夫模型及双边匹配的电动汽车充电引导策略
- Guidance Strategy for Electric Vehicle Charging Based on Dynamic Huff Model and Bilateral Matching
- 电力系统自动化 2024年48卷第7期页码：181-189
- 作者机构：
  
  1.北京交通大学电气工程学院，北京市 100044
  2.中交机电工程局有限公司，北京市 100012
- 作者简介：
  
  苏粟(1981—)，女，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电动汽车与电网互动、V2G能量管理策略。E-mail：ssu@bjtu.edu.cn
  王建祥(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电动汽车用户充电引导。E-mail：21121496@bjtu.edu.cn
  王磊(1982—)，男，通信作者，高级工程师，主要研究方向：电力储能技术。E-mail：89402306@qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52277073)
- DOI：10.7500/AEPS20230731008
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-31，
  
  修回：2023-10-25，
  
  网络出版：2023-12-22，
  
  纸质出版：2024-04-10
- 稿件说明：
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苏粟,王建祥,王磊等.基于动态哈夫模型及双边匹配的电动汽车充电引导策略[J].电力系统自动化,2024,48(7):181-189.

SU Su,WANG Jianxiang,WANG Lei,et al.Guidance Strategy for Electric Vehicle Charging Based on Dynamic Huff Model and Bilateral Matching[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(7):181-189.
苏粟,王建祥,王磊等.基于动态哈夫模型及双边匹配的电动汽车充电引导策略[J].电力系统自动化,2024,48(7):181-189. DOI： 10.7500/AEPS20230731008.

SU Su,WANG Jianxiang,WANG Lei,et al.Guidance Strategy for Electric Vehicle Charging Based on Dynamic Huff Model and Bilateral Matching[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(7):181-189. DOI： 10.7500/AEPS20230731008.

摘要

由于充电站中充电桩数目有限且电动汽车充电耗时长，陆续产生充电需求的各电动汽车用户存在对充电站资源的竞争。这不仅增加了用户排队概率，降低了充电站收益和利用率，而且使得用户在充电站规模、价格、评价等方面的个性化需求得不到充分满足。为此，提出了一种动态哈夫模型与双边匹配方法相结合的电动汽车充电引导策略。首先，对充电站客流、充电订单和充电桩详情等真实数据集进行大数据挖掘，分析公共充电站用户的充电站选择偏好和充电行为特征；然后，基于动态哈夫模型，结合用户充电站选择偏好量化不同区域用户前往不同充电站的概率，并生成充电站推荐列表；最后，将前景理论与双边匹配策略相结合，进行充电引导。算例分析表明，所提策略大幅降低了用户的排队概率，在满足用户个性化充电需求的同时，保障了充电站利益。

Abstract

Due to the limited number of charging piles in charging stations and the long charging time for electric vehicles

there is competition for charging station resources among various electric vehicle users who are successively generating charging demand. This not only increases the queuing probability of users

reduces the revenue and utilization rate of the charging station

but also makes the users’ personalized needs in terms of charging station size

price

evaluation not fully satisfied. For this reason

a guidance strategy for electric vehicle charging is proposed that combines the dynamic Huff model with the bilateral matching method. First

the big data mining is performed on real data sets such as charging station passenger flow

charging order

and charging pile profile to analyze the charging station selection preferences and charging behavior characteristics of public charging station users. Then

based on the dynamic Huff model

the probability of users going to different charging stations in different regions is quantified by combining the users’ selection preferences for charging stations

and the charging station recommendation lists are generated. Finally

the prospect theory is combined with the bilateral matching strategy for charging guidance. Case analysis shows that the proposed strategy significantly reduces the queuing probability of users

meeting their personalized charging needs while ensuring the interests of charging stations.

关键词

Keywords

references

XING Q ， XU Y ， CHEN Z ， et al . A graph reinforcement learning-based decision-making platform for real-time charging navigation of urban electric vehicles ［J］. IEEE Transactions on Industrial Informatics ， 2023 ， 19 （ 3 ）： 3284 - 3295 .

盛裕杰，郭庆来，刘梦洁，等 . 多源数据融合的用户充电行为分析与充电设施规划实践［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 12 ）： 151 - 162 .

SHENG Yujie ， GUO Qinglai ， LIU Mengjie ， et al . User charging behavior analysis and charging facility planning practice based on multi-source data fusion ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 12 ）： 151 - 162 .

公安部交通管理局 . 全国机动车保有量达 4 . 17 亿辆驾驶人超过5亿人新能源汽车保有量达1310万辆同比增长67. 13 %［EB/OL］.（ 2023-01-11 ）［ 2023-04-01 ］. https：//www.mps.gov.cn/n2254098/n4904352/c8837543/content.html https://www.mps.gov.cn/n2254098/n4904352/c8837543/content.html .

Traffic Management Bureau， Ministry of Public Security . The number of motor vehicles in China reached 417 million， with more than 500 million drivers， and the number of new energy vehicles reached 13.1 million， an increase of 67 . 13 % year-on-year［EB/OL］. （ 2023-01-11 ）［ 2023-04-01 ］. https：//www.mps.gov.cn/n2254098/n4904352/c8837543/content.html https://www.mps.gov.cn/n2254098/n4904352/c8837543/content.html .

发展改革委能源局工业和信息化部财政部自然资源部住房城乡建设部交通运输部农业农村部应急部市场监管总局关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见［J］. 中华人民共和国国务院公报， 2022 （ 13 ）： 67 - 70 .

Implementing opinions of National Development and Reform Commission ， National Energy Administration ， Ministry of Industry and Information Technology ， Ministry of Finance ， Ministry of Natural Resources ， Ministry of Housing and Urban-Rural Development ， Ministry of Transport ， Ministry of Agriculture and Rural Affairs ， Ministry of Emergency Management ， State Administration for Market Regulation of Market Supervision on further enhancing the service support capability of electric vehicle charging infrastructure ［J］. Gazette of the State Council of the People’s Republic of China ， 2022 （ 13 ）： 67 - 70 .

苏粟，李玉璟，夏明超，等 . 基于时空耦合特性的充电站运行状态预测［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 3 ）： 23 - 32 .

SU Su ， LI Yujing ， XIA Mingchao ， et al . Operation state prediction of charging station based on spatio-temporal coupling characteristics ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 3 ）： 23 - 32 .

ZHANG T L ， ZHENG L W ， JIANG Y ， et al . A method of chained recommendation for charging piles in Internet of vehicles ［J］. Computing ， 2021 ， 103 （ 2 ）： 231 - 249 .

张聪，彭克，肖传亮，等 . 基于 “车-路-网” 协同的电动汽车充电引导策略［J］. 电力自动化设备， 2022 ， 42 （ 10 ）： 125 - 133 .

ZHANG Cong ， PENG Ke ， XIAO Chuanliang ， et al . EV charging guiding strategy based on coordination of “EVs-road-network ”［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2022 ， 42 （ 10 ）： 125 - 133 .

郑远硕，李峰，董九玲，等 . “车-路-网”模式下电动汽车充放电时空灵活性优化调度策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 12 ）： 88 - 97 .

ZHENG Yuanshuo ， LI Feng ， DONG Jiuling ， et al . Optimal dispatch strategy of spatio-temporal flexibility for electric vehicle charging and discharging in vehicle-road-grid mode ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 12 ）： 88 - 97 .

袁红霞，张俊，许沛东，等 . 基于图强化学习的电力交通耦合网络快速充电需求引导研究［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 3 ）： 979 - 986 .

YUAN Hongxia ， ZHANG Jun ， XU Peidong ， et al . Fast charging demand guidance in coupled power-transportation networks based on graph reinforcement learning ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 3 ）： 979 - 986 .

郑莉雯 . 基于冲突消解的链式充电桩推荐算法研究［D］. 广州：广州大学， 2021 .

ZHENG Liwen . Research on recommendation algorithm of chain charging pile based on conflict resolution ［D］. Guangzhou ： Guangzhou University ， 2021 .

KUMAR A ， KUMAR R ， AGGARWAL A . S 2 RC： a multi-objective route planning and charging slot reservation approach for electric vehicles considering state of traffic and charging station ［J］. Journal of King Saud University-Computer and Information Sciences ， 2022 ， 34 （ 5 ）： 2192 - 2206 .

HUANG Y L ， LIU M B ， ZHANG Y J . Electric vehicle entire-trip navigation and charging reservation method based on a high-speed communication network ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2023 ， 150 ： 109070 .

李恒杰，夏强强，史一炜，等 . 考虑目标充电站选择冲突的电动汽车充电引导策略［J］. 电力自动化设备， 2022 ， 42 （ 5 ）： 68 - 74 .

LI Hengjie ， XIA Qiangqiang ， SHI Yiwei ， et al . Electric vehicle charging guidance strategy considering selection conflict of target charging stations ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2022 ， 42 （ 5 ）： 68 - 74 .

李恒杰，夏宇轩，周云，等 . 基于改进延迟接受算法的电动汽车-快充桩匹配策略［J］. 电力自动化设备， 2023 ， 43 （ 6 ）： 46 - 52 .

LI Hengjie ， XIA Yuxuan ， ZHOU Yun ， et al . Matching strategy between electric vehicles and fast charging piles based on improved deferred-acceptance algorithm ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2023 ， 43 （ 6 ）： 46 - 52 .

高德开放平台［EB/OL］.［ 2023-03-15 ］. https：//lbs.amap.com/ https://lbs.amap.com/ .

Autonavi open platform ［EB/OL］. ［ 2023-03-15 ］. https：//lbs.amap.com/ https://lbs.amap.com/ .

百度地图开放平台［EB/OL］.［ 2023-03-15 ］. https：//lbsyun.baidu.com/ https://lbsyun.baidu.com/ .

Baidu Map open platform ［EB/OL］. ［ 2023-03-15 ］. https：//lbsyun.baidu.com/ https://lbsyun.baidu.com/ .

HUFF D L . Defining and estimating a trading area ［J］. Journal of Marketing ， 1964 ， 28 （ 3 ）： 34 - 38 .

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 ［ 2023-10-20 ］. 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 ［ 2023-10-20 ］. 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 .

BAE S ， JANG I ， GROS S ， et al . A game approach for charging station placement based on user preferences and crowdedness ［J］. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems ， 2022 ， 23 （ 4 ）： 3654 - 3669 .

HU L ， DONG J ， LIN Z H . Modeling charging behavior of battery electric vehicle drivers： a cumulative prospect theory based approach ［J］. Transportation Research ， 2019 ， 102 ： 474 - 489 .

吴赋章，杨军，林洋佳，等 . 考虑用户有限理性的电动汽车时空行为特性［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1563 - 1574 .

WU Fuzhang ， YANG Jun ， LIN Yangjia ， et al . Research on spatiotemporal behavior of electric vehicles considering the users’ bounded rationality ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1563 - 1574 .

龙雪梅，杨军，吴赋章，等 . 考虑路网-电网交互和用户心理的电动汽车充电负荷预测［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 14 ）： 86 - 93 .

LONG Xuemei ， YANG Jun ， WU Fuzhang ， et al . Prediction of electric vehicle charging load considering interaction between road network and power grid and user’s psychology ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 14 ）： 86 - 93 .

KAHNEMAN D ， TVERSKY A . Prospect theory： an analysis of decision under risk ［J］. Social Science Electronic Publishing ， 2008 （ 1 ）： 1 - 18 .

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