基于混合动力汽车的能量分配策略和定价机制研究

【摘要】：环境污染已成为制约经济社会健康发展的重要问题之一,因此推进能源结构改革和提高能源利用率是未来电网的重要发展方向之一。作为对集中式发电的补充,分布式新能源发电的加入对推进能源绿色化和提高能源利用率方面有着至关重要的作用。同时,以混合动力汽车为代表,各类智能用户端大量接入电网中,使得负荷端不再呈现出完全刚性特征,为能源的调度与优化提供了新的思路。基于此,本文主要做了以下三个方面的工作:1、根据电力市场分级的特点,提出了基于双边竞拍方法的虚拟发电厂最优日前交易策略。把混合动力汽车按照时延需求不同进行了分类,然后根据日前电力市场的竞拍结果和新能源的实时随机特征,在满足时延要求的前提下,给出了实时电力市场中混合动力汽车的能量分配策略。2、提出了一个两层动态博弈框架来解决充电站和混合动力汽车群的利益优化问题。本文采用了演化博弈和模仿者动态来刻画下层混合动力汽车选择充电站的过程,同时采用了微分对策论方法帮助上层各个充电站设立充电价格,最后分析了博弈均衡点的存在性和求法。3、研究了一个动态“代理商-混合动力汽车”系统中代理商利益最大化问题。本文通过研究混合动力汽车用电驱动模式,建立一个等效的燃油花费,以此设定一个定价约束条件,将混合动力汽车的用油和用电比例问题转换成是否与代理商进行电能交易的问题。本文采用了李雅普诺夫优化方法来解决代理商利益最大化问题,将原来的优化问题分解成了制定充电价格和分配能量两个子问题,提出了求解这两个子问题的算法。最后进行了仿真,验证了该算法的有效性。 【关键词】：虚拟发电厂 混合动力汽车 双边竞拍 演化博弈能量分配
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 选题背景与研究意义13-14
• 1.2 混合动力汽车概况14-19
• 1.2.1 混合动力汽车的发展14-16
• 1.2.2 混合动力汽车的充电选择问题16-19
• 1.3 国内外相关工作19-21
• 1.4 本文研究的主要内容与结构安排21-23
• 第二章 基于虚拟发电厂的混合动力汽车能量分配算法设计23-43
• 2.1 引言23
• 2.2 系统模型23-28
• 2.2.1 分布式能源模型24
• 2.2.2 用户需求模型24-25
• 2.2.3 混合动力汽车的时延约束25-26
• 2.2.4 分级电力市场模型26-28
• 2.3 虚拟发电厂与电力市场的交易28-33
• 2.3.1 在日前电力市场的双边竞拍28-31
• 2.3.2 在日内市场的能量分配31-33
• 2.4 带时延约束的混合动力汽车能量分配策略33-37
• 2.5 算法性能分析37-40
• 2.6 仿真结果40-41
• 2.7 本章小结41-43
• 第三章 基于演化博弈和微分对策论的充电站选择和定价策略43-57
• 3.1 引言43
• 3.2 问题描述43-45
• 3.3 下层混合动力汽车选择充电站的策略45-49
• 3.3.1 混合动力汽车的效用函数45
• 3.3.2 下层汽车的演化博弈过程45-47
• 3.3.3 演化稳定策略和演化均衡点47-49
• 3.4 上层充电站电价制定策略49-54
• 3.4.1 充电站效用函数50
• 3.4.2 上层充电站的博弈模型50-51
• 3.4.3 纳什均衡点分析51-52
• 3.4.4 电价均衡点求解方案52-54
• 3.5 仿真结果研究54-56
• 3.5.1 参数设置54-55
• 3.5.2 仿真结果55-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第四章 基于Lyapunov优化代理商利益最大化的定价策略57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 系统模型57-61
• 4.2.1 代理商 -混合动力汽车系统57-59
• 4.2.2 等价油电比例模型59-61
• 4.3 优化目标61-64
• 4.3.1 汽车效用函数61-62
• 4.3.2 代理商效用函数62-64
• 4.4 代理商利益最大化策略64-66
• 4.4.1 定价策略64-65
• 4.4.2 能量分配策略65-66
• 4.5 算法分析66-70
• 4.6 仿真结果研究70-71
• 4.7 结论71-73
• 第五章 总结与展望73-75
• 5.1 全文总结73-74
• 5.2 未来工作展望74-75
• 参考文献75-83
• 致谢83-84
• 攻读学位期间发表的学术论文目录84-85
• 攻读学位期间参与的项目85

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