基于心理賬戶理論的車－站－網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化策略

摘 要：【目的】隨著電動汽車數(shù)量大幅度增長，交通運輸正逐步向電氣化轉型。電動汽車負荷兼具有交通和電力雙重屬性，導致充電負荷具有更為復雜的時空隨機性，使得充電負荷的變化規(guī)律更難以挖掘。而電動汽車負荷大規(guī)模無序接入電網(wǎng)，無疑會導致電壓波動過大，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給配電網(wǎng)調(diào)度帶來隱患。挖掘電動汽車用戶的出行規(guī)律，并制定有效的充電引導策略勢在必行。【方法】針對區(qū)域負荷分布失衡問題，提出了一種基于心理賬戶理論的車－站－網(wǎng)協(xié)同優(yōu)化策略，充分考慮了用戶的有限理性心理，從用戶側調(diào)控電動汽車用戶的充電行為。研究立足于行為經(jīng)濟學，綜合分析影響電動汽車用戶充電決策行為的各種因素，構建單屬性價值函數(shù)。在此基礎上根據(jù)心理賬戶理論整合多維屬性對屬性賦權，從而構建考慮用戶有限理性心理的充電決策模型。【結果】考慮電壓波動指標和用戶充電成本的非合作博弈電價機制，通過價格引導用戶有序充電，從而在優(yōu)化電網(wǎng)電能質(zhì)量的同時降低用戶充電成本，并保障充電站運營商的基本利益。仿真結果驗證了所提出協(xié)同策略的有效性和優(yōu)越性。【結論】提出了一種車－站－網(wǎng)耦合作用下有限理性充電引導策略，通過構建電網(wǎng)和充電用戶之間的非合作博弈模型制定各充電站的實時充電價格，引導用戶的充電決策行為，從而改變快充負荷的時空分布，對提高充電站運營商的效率、減少用戶的等待時間、提高配電網(wǎng)的電能質(zhì)量具有顯著作用，對于平抑負荷波動、維護電網(wǎng)穩(wěn)定和經(jīng)濟運行具有重要意義。本文創(chuàng)新點在于構建了基于心理賬戶的多屬性有限理性充電決策模型，模擬用戶有限理性心理及學習過程，將行為決策理論與電力系統(tǒng)、交通學深度融合，可以更高效地引導電動汽車用戶有序充電，助力電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行。

關 鍵 詞：電動汽車；充電引導；協(xié)同優(yōu)化；非合作博弈；實時電價；行為經(jīng)濟學；心理賬戶；有限理性；路－電耦合

中圖分類號：ＴＭ７４４ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２５）０１－００３７－０８

交通運輸是全球碳排放和能源密集度最高的行業(yè)之一。鑒于對生態(tài)友好型交通的呼吁，電動汽車（ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ，ＥＶ）受到了世界各國廣泛關注。電動汽車零尾氣排放技術產(chǎn)生了良好的社會效益，為促進城市地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和改善生態(tài)友好環(huán)境提供了有力支撐［１］。許多國家積極發(fā)展電動汽車行業(yè)，將其作為交通轉型的重要方向，智慧城市將智能交通系統(tǒng)［２］、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)（ＵＥＩＯＴ）和５Ｇ技術［３］融合，交通運輸正逐步向電氣化發(fā)展。

隨著電動汽車普及程度的逐步提高，其廣泛接入也給現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來新的挑戰(zhàn)。電動汽車負荷兼具有交通和電力屬性，導致充電負荷具有獨特的時空隨機性，使得對充電規(guī)律的總結更加困難。同時受到現(xiàn)有充電設施規(guī)劃布局的影響，電動汽車負荷大規(guī)模轉移會導致負載波動過大、饋線擁塞等問題，給配電網(wǎng)調(diào)度帶來隱患，因此制定有效的充電引導策略尤為重要。

目前，已有許多文獻對引導用戶有序充電進行了研究。陳呂鵬等［４］提出了考慮多個電動汽車聚合商各方利益的基于動態(tài)非合作博弈的大規(guī)模ＥＶ實時調(diào)度模型，所提模型可有效實現(xiàn)削峰填谷、降低ＥＶ充電成本；宋曉通等［５］基于模糊算法建立了考慮充電價格影響的電動汽車用戶充電概率仿真模型，提出了一種動態(tài)分時定價策略來指導電動汽車有序充電；王毅等［６］提出一種電動汽車充電起始時間隨機選取方法，將波谷時段電網(wǎng)負荷容納能力量化為充電概率分布，按各時段負荷容納能力隨機生成充電任務，達到均衡利用波谷時段電力資源的目的。然而以上方法只考慮了ＥＶ的電網(wǎng)屬性，且只針對單一充電場所進行研究，對于平衡區(qū)域整體用電的作用不大。