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      偏差考核下售電公司的電動(dòng)汽車電價(jià)策略研究

      2020-09-17 08:54:08黃春輝朱自偉裘昕月鐘少云帥挽瀾
      可再生能源 2020年9期
      關(guān)鍵詞:電價(jià)電量偏差

      黃春輝, 朱自偉, 裘昕月, 黃 彪, 吳 昊, 鐘少云, 帥挽瀾

      (南昌大學(xué), 江西 南昌 330031)

      0 引言

      隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電力工業(yè)的老舊體制已經(jīng)無法完全滿足市場(chǎng)的需求。 為了更好地促進(jìn)電力工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)、 提高電力資源的利用率、構(gòu)建安全穩(wěn)定的用電環(huán)境,2015 年,我國(guó)頒布了《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》,新一輪的電力體制改革由此拉開了序幕。 目前,各省市均出臺(tái)了相關(guān)的電力市場(chǎng)交易規(guī)則來促進(jìn)電力市場(chǎng)改革。 雖然各省市的電力市場(chǎng)交易規(guī)則不盡相同,但是均包含了電量偏差考核機(jī)制。 為了保證電力產(chǎn)供銷的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)平衡,售電公司申報(bào)電量與實(shí)際售賣電量應(yīng)一致,超出偏差允許范圍的售賣電量或未售賣電量要繳納較高的罰金。在電力市場(chǎng)改革的初期,各省市均給予了占申報(bào)電量2%~5%的免考核電量, 但是隨著改革的深入,免考核電量將越來越少。 由于電力負(fù)荷具有復(fù)雜性、分散性和隨機(jī)性等特點(diǎn),現(xiàn)階段電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)難度較大。 售電公司在電力市場(chǎng)交易時(shí),須要找出降低偏差電量的方法以減少偏差考核費(fèi)用,否則其收益將會(huì)大大降低,甚至出現(xiàn)虧損。

      目前,許多專業(yè)人員研究了售電公司電量偏差問題的解決辦法。 文獻(xiàn)[1]提出通過制定適當(dāng)?shù)暮贤?jiǎng)懲條款規(guī)范交易相關(guān)方的調(diào)整行為,并對(duì)偏差電量進(jìn)行責(zé)任認(rèn)定和責(zé)任處罰,由此減少偏差電量而優(yōu)化電網(wǎng)的調(diào)度。 文獻(xiàn)[2]將備用成本進(jìn)行責(zé)任分?jǐn)傋鳛榻鉀Q電量偏差的方法。 由于電力系統(tǒng)為彌補(bǔ)偏差電量而設(shè)置、 啟用的備用服務(wù)增加了供電成本, 因此備用成本應(yīng)該由引起偏差電量的各責(zé)任方分?jǐn)傊Ц丁?文獻(xiàn)[3]提出了售電公司可以通過調(diào)控中斷負(fù)荷來規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、提高收益、實(shí)現(xiàn)企業(yè)與用戶雙贏的方法, 但該方法不具備解決負(fù)偏差電量的能力。 文獻(xiàn)[4]提出通過售電公司之間簽訂電量互保合同來保證雙方免于偏差考核,然而, 目前只有極少數(shù)省市允許售電公司之間簽訂此類合同, 未來是否會(huì)有更多的省市開放電量互保機(jī)制還不得而知。文獻(xiàn)[5]從電力用戶的視角,研究了電力改革模式對(duì)用戶購(gòu)電成本的影響和不同偏差程度下用戶的盈利點(diǎn)。

      隨著電動(dòng)汽車(Electric Vehicle,EV)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展及國(guó)家的大力支持, 規(guī)?;腅V 車載電池將成為智能電網(wǎng)中重要的儲(chǔ)能元件。EV 車載電池具有良好的可調(diào)節(jié)性, 可以作為降低售電公司偏差電量的有效手段。 只要通過一定的控制策略引導(dǎo)EV 用戶的充放電行為, 使其在某些時(shí)段多充電,在另外時(shí)段向電網(wǎng)放電,便可調(diào)節(jié)售電公司偏差電量。 在售電公司與EV 互動(dòng)的過程中,雙方的利益具有一定程度的對(duì)抗性與合作性, 并非單純的此消彼長(zhǎng),也并非絕對(duì)的合作共贏。 例如,售電公司預(yù)計(jì)出現(xiàn)正偏差時(shí),EV 放電抵消了售電公司的預(yù)計(jì)偏差電量,使售電公司免于偏差考核且保證其正常收益, 同時(shí)售電公司向EV 用戶支付一定的費(fèi)用進(jìn)行補(bǔ)償。 但是EV 的放電行為卻犧牲了部分行駛需求,且增加了電池?fù)p耗。 目前,關(guān)于售電公司與EV 互動(dòng)來減少偏差電量的研究較少,而與之類似的電網(wǎng)與EV 互動(dòng)的研究較多。本文研究的重點(diǎn)是尋求成本與收益之間的平衡,保證雙方在互動(dòng)的過程中均可獲得一定的收益。本文將參照車網(wǎng)互動(dòng)中EV 為電網(wǎng)提供削峰填谷服務(wù)的互動(dòng)原理, 構(gòu)建通過EV 的充放電行為來彌補(bǔ)售電公司偏差電量的互動(dòng)機(jī)制。

      博弈論是一種先進(jìn)的優(yōu)化工具,主要用于研究多個(gè)利益相關(guān)的主體進(jìn)行優(yōu)化決策。售電公司與EV 互動(dòng)的問題是一個(gè)博弈的問題,通過博弈論的相關(guān)理論尋求保證雙方互動(dòng)獲利的均衡點(diǎn),便可以很好地促進(jìn)售電公司與EV 的互動(dòng)。 在眾多博弈論中,演化博弈論不再將博弈方視作超級(jí)理性的,而是認(rèn)為博弈方是有限理性的,且通過試錯(cuò)的方法達(dá)到博弈均衡。 這十分符合EV 用戶群體多樣性的特點(diǎn)。 EV 用戶群體通過嘗試不同的策略,并比較各策略的收益達(dá)到博弈均衡。 因此, 本文從演化博弈論的角度對(duì)售電公司與EV之間的利益關(guān)系進(jìn)行分析,以促進(jìn)互動(dòng)、保證雙方獲利,為演化穩(wěn)定目標(biāo)對(duì)博弈中的相關(guān)因素進(jìn)行研究,為售電公司與EV 互動(dòng)解決偏差電量問題提供指導(dǎo)。

      1 售電公司電量偏差考核機(jī)制

      目前,各地區(qū)的偏差電量考核規(guī)則不盡相同。例如: 以取消一定時(shí)間段參與直接交易市場(chǎng)資格或終止合同的方式進(jìn)行懲罰; 暫時(shí)通過滾動(dòng)調(diào)整方式處理偏差電量;以收取考核費(fèi)用實(shí)行懲罰[3]。本文僅討論收取考核費(fèi)用的懲罰方式, 對(duì)于其他考核方式不做詳細(xì)研究。 圖1 為根據(jù)某省電力市場(chǎng)交易規(guī)則而繪制的偏差電量考核流程圖。

      圖1 偏差電量考核流程Fig.1 Energy deviation penalties process

      為了便于研究分析,本文做出如下假設(shè)。

      ①長(zhǎng)協(xié)分月電量和月度集中競(jìng)價(jià)電量統(tǒng)稱為市場(chǎng)交易電量,均采取月結(jié)月清的結(jié)算方式;

      ②偏差考核費(fèi)用由售電公司全包, 售電公司不對(duì)電力用戶進(jìn)行考核;

      ③售電公司與電力用戶合同約定將收益的α倍返還給電力用戶。

      偏差率的定義:

      式中:Qa為月度實(shí)際用電量;Qv為市場(chǎng)交易量。

      若β<0,表示售電公司出現(xiàn)負(fù)偏差;若β>0,表示售電公司出現(xiàn)正偏差。

      (1)無偏差電量或偏差率在[m,n]之內(nèi)的結(jié)算

      當(dāng)電力用戶的實(shí)際用電量等于售電公司的市場(chǎng)交易量,或者售電公司的偏差率在[m,n]之內(nèi)時(shí),無須對(duì)售電公司進(jìn)行考核。

      (2)有偏差電量,且偏差率大于n 的結(jié)算

      當(dāng)售電公司出現(xiàn)了較大的正偏差時(shí), 結(jié)算方法為

      式中:rp為正偏差考核電價(jià)。

      (3)有偏差電量,且偏差率小于m 的結(jié)算

      當(dāng)售電公司的偏差率小于m, 即出現(xiàn)較大負(fù)偏差時(shí),售電公司要支付一定量偏差考核費(fèi)用,結(jié)算方法為

      式中:rq為負(fù)偏差考核電價(jià)。

      2 演化博弈論簡(jiǎn)介

      演化博弈理論來自于達(dá)爾文的生物進(jìn)化論。在生物進(jìn)化的過程中,物競(jìng)天擇,適者生存。 只有適應(yīng)當(dāng)時(shí)環(huán)境獲得較高“收益”的物種才能夠生存下來,而不適應(yīng)環(huán)境獲得較低“收益”的物種只能在競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰。

      演化博弈論亦是如此。 假設(shè)存在一個(gè)個(gè)體數(shù)為n 的足夠大群體,該群體中的每一個(gè)個(gè)體都有相同的策略集合s={s1,s2,…,sk},用f(si,s)表示選擇策略si的個(gè)體與其他選擇策略s1,s2,…,sk的個(gè)體博弈后獲得的收益。 假設(shè)某個(gè)體選擇突變策略s′?s, 而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手均選擇策略集合s 中的策略;若選擇突變策略的平均收益大于其他策略的平均收益,則該群體中的個(gè)體會(huì)趨向于選擇該突變策略。演化博弈論假設(shè)個(gè)體選擇突變策略的調(diào)整速度與其收益超過平均收益的幅度成正比,則有如式(4)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程,求解該方程得到的穩(wěn)定狀態(tài)被稱為演化穩(wěn)定策略(ESS)。

      式中:xs′為該群體中每個(gè)個(gè)體選擇策略s′的概率;f(s′,s)為該群體中選擇策略s′的期望收益;f(s,s)為群體的平均期望收益。

      演化穩(wěn)定狀態(tài)具有較好的抗干擾性, 即使受到一定的干擾,系統(tǒng)也能夠恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。

      3 互動(dòng)博弈模型的建立

      圖2 為售電公司與EV 的互動(dòng)示意圖。

      圖2 售電公司與EV 互動(dòng)示意圖Fig.2 Interaction diagram of electricity retailers and EV

      如圖2 所示, 在售電公司與EV 互動(dòng)的模型中,雙方均有合作與不合作兩種策略可選擇。 就售電公司而言:合作策略就是指售電公司通過向EV 用戶給予一定的補(bǔ)償來引導(dǎo)EV 的充放電行為,彌補(bǔ)自身的偏差電量,保證自身免于偏差考核而減少收益損失;不合作策略是指售電公司不引導(dǎo)EV 進(jìn)行充放電,且接受偏差考核。 就EV 用戶而言: 合作策略是指EV 用戶接受售電公司的補(bǔ)償引導(dǎo)機(jī)制, 按售電公司的需求進(jìn)行充放電;不合作策略是指EV 用戶不參與互動(dòng), 按正常的習(xí)慣進(jìn)行充電。 為了便于計(jì)算,本文假設(shè)雙方合作的情況下,售電公司無偏差電量。

      使用演化博弈來分析售電公司與EV 互動(dòng)的電價(jià)策略。 假設(shè)售電公司參與互動(dòng)即合作的概率為x,則其不合作的概率為1-x;EV 用戶合作的概率為y,則其不合作的概率為1-y。 x,y 均為關(guān)于時(shí)間t 的函數(shù)。 引入離散決策變量p 和q,當(dāng)售電公司出現(xiàn)正偏差時(shí),p 為1,q 為0,出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí),p 為0,q 為1。

      互動(dòng)博弈模型的主要參數(shù):Rprc1為售電公司無偏差電量情況下的收益;Rprc2售電公司受到偏差考核情況下的收益;Qd為正偏差電量;Qc為負(fù)偏差電量;rd為EV 的放電電價(jià);Co為售電公司合作的單位運(yùn)營(yíng)成本;Bprc為售電公司選擇合作而EV 選擇不合作時(shí)給售電公司帶來的損失;Rv為EV 用戶正常行駛所帶來的收益;Kb為EV 用戶在充放電過程中的單位電池?fù)p耗;r 為居民用電電價(jià), 即EV 不參與合作時(shí)的充電電價(jià);rc為EV 的充電電價(jià);ΔQc為售電公司有負(fù)偏差時(shí),EV 較日常所多出的充電電量;Bv為EV 用戶選擇合作而售電公司選擇不合作時(shí)給EV 用戶帶來的損失。

      售電公司選擇合作策略的期望收益為

      式中:Rprc1-Co(pQd+qQc)為售電公司與EV 用戶均選擇合作策略時(shí),售電公司獲得的收益,該收益是售電公司無偏差電量情況下的收益減去運(yùn)營(yíng)成本;(Rprc2-Bprc)為售電公司選擇合作策略而EV 用戶選擇不合作策略時(shí)售電公司獲得的收益, 該收益是售電公司受到偏差考核情況下的收益減去EV 選擇不合作時(shí)給售電公司帶來的損失。

      式中:[Rv+ pQd(rd-r-Kb)+ qQc(r-rc)-qΔQcKb]為售電公司與EV 用戶均選擇合作策略時(shí),EV 用戶群體獲得的收益, 該部分收益的第二項(xiàng)為售電公司出現(xiàn)正偏差時(shí),EV 放電獲得的收益及電池?fù)p耗成本,第三項(xiàng)為售電公司出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí),EV 充電獲得的收益,第四項(xiàng)為EV 充電的電池?fù)p耗成本;(Rv-Bv) 為EV 用戶選擇合作策略而售電公司選擇不合作策略時(shí),EV 用戶群體獲得的收益。

      4 模型分析

      根據(jù)以上分析, 建立演化博弈模型的收益矩陣,見表1。

      表1 演化博弈收益矩陣Table 1 Evolutionary game income matrix

      令F(x)=0,F(xiàn)(y)=0,可在平面s={(x,y);0≤x,y≤1} 中得到5 個(gè)均衡點(diǎn), 分別為E1(0,0),E2(0,1),E3(1,0),E4(1,1)和E5(x5,y5),如圖3 所示。

      圖3 售電公司與EV 互動(dòng)動(dòng)態(tài)演化相圖Fig.3 Dynamic evolution phase diagram of sales company and EV interaction

      根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論可得:E1(0,0)和E4(1,1)為穩(wěn)定均衡點(diǎn);E2(0,1)和E3(1,0)為不穩(wěn)定均衡點(diǎn);E5(x5,y5)為鞍點(diǎn)。 所以,雙方均選擇合作策略與雙方均選擇不合作策略為該博弈的演化穩(wěn)定策略。

      由圖3 可知, 當(dāng)售電公司與EV 用戶的初始狀態(tài)落在四邊形E2E5E3E1內(nèi)的任意一點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)最終會(huì)收斂于E1(0,0),即雙方都選擇不合作策略。此時(shí)售電公司不得不接受偏差考核,支付大量的偏差考核費(fèi)用, 而且EV 用戶也不能從售電公司獲得補(bǔ)償收益。 當(dāng)售電公司與EV 用戶的初始狀態(tài)落在四邊形E2E5E3E4內(nèi)的任意一點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)最終會(huì)收斂于E4(1,1),即雙方都選擇合作策略。 此時(shí)售電公司只須向EV 用戶支付一定的補(bǔ)償,即可免于偏差考核,減少損失;EV 用戶也可以通過與售電公司互動(dòng)獲取一定的補(bǔ)償。

      同時(shí)可見,鞍點(diǎn)E5(x5,y5)越靠近穩(wěn)定均衡點(diǎn)E1(0,0),四邊形E2E5E3E4的面積越大,系統(tǒng)向穩(wěn)定點(diǎn)E4(1,1)演化的概率就越大,而向E1(0,0)演化的概率就越小。

      四邊形E2E5E3E4的面積為

      對(duì)式(14)中的Qd,rd,r,Qc,Kc,ΔQc,Rprc2分 別求偏導(dǎo),得到的結(jié)果均大于0。 由此可知,四邊形E2E5E3E4的面積隨上述7 個(gè)參數(shù)的增大而逐漸增大,系統(tǒng)向穩(wěn)定點(diǎn)E4(1,1)演化的概率就越大。

      同理,對(duì)式(14)中的Kb,rc,Bv,Bprc,Rprc1分別求偏導(dǎo), 得到的結(jié)果均小于0。 可知四邊形E2E5E3E4的面積隨上述5 個(gè)參數(shù)的增大而逐漸減小,系統(tǒng)向穩(wěn)定點(diǎn)E1(0,0)演化的概率將會(huì)變大。

      在穩(wěn)定點(diǎn)E4(1,1),即雙方都選擇合作策略的情況下,為了保證雙方均可獲利,形成穩(wěn)定的合作互動(dòng)關(guān)系,須滿足以下關(guān)系式:

      式中:Δr 為統(tǒng)一出清價(jià)差;α 為售電公司與用戶協(xié)議約定將收益的α 倍返還給用戶,α∈(0,1)。

      式(15)為從售電公司獲利的角度看,各參數(shù)應(yīng)滿足的條件。 式(16)為從EV 用戶獲利的角度看,各參數(shù)應(yīng)滿足的條件。充放電電價(jià)作為售電公司引導(dǎo)EV 用戶充放電行為的主要手段, 是本文的主要研究對(duì)象。

      滿足上式的rc即為保證售電公司與EV 用戶在互動(dòng)中均獲利的充電電價(jià)。

      將不等式(15),(16)修改成等式并聯(lián)立,解得的β 為售電公司與EV 互動(dòng)時(shí)可以保證雙方都獲利應(yīng)滿足的最小偏差率βmin。 換言之,當(dāng)售電公司預(yù)計(jì)出現(xiàn)偏差率大于βmin時(shí),售電公司尋求與EV互動(dòng)才可能找到保證雙方均可獲利的充電電價(jià)。

      當(dāng)售電公司出現(xiàn)正偏差,即p=1,q=0 時(shí)

      5 算例分析

      5.1 算例參數(shù)及場(chǎng)景假設(shè)

      以某售電公司為例, 假設(shè)該公司可以根據(jù)某月前15 d 的用電負(fù)荷數(shù)據(jù)對(duì)后15 d 的用電負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè), 此時(shí)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)較其在電力市場(chǎng)申報(bào)電量時(shí)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。 公司便可以得出該月可能會(huì)出現(xiàn)的正負(fù)偏差電量, 并計(jì)算出預(yù)計(jì)偏差率。 以此為依據(jù),在該月的后15 d 引導(dǎo)EV 充放電,彌補(bǔ)預(yù)計(jì)的偏差電量。

      假設(shè)公司市場(chǎng)交易量為4 000 萬(wàn)kW。該售電公司所在省份的偏差允許范圍為±3%,即m 取值為-0.03,n 取值為0.03。 正偏差考核電價(jià)rp為0.01 元/(kW·h),負(fù)偏差考核電價(jià)rq取為0.02 元/(kW·h),月度出清價(jià)差為-0.384 元/(kW·h)。 假設(shè)售電公司與電力用戶協(xié)議約定將收益的0.5 倍返還給電力用戶,即α 取0.5。 由于目前尚無售電公司與EV 互動(dòng)的相關(guān)研究, 所以售電公司互動(dòng)的單位運(yùn)營(yíng)成本Co可根據(jù)車網(wǎng)互動(dòng)中電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)成本來選取,Co=0.035 元/(kW·h)[6]。 文獻(xiàn)[7]提出了電池?fù)p耗最快和最慢兩種極端情況下的電池?fù)p耗,分別為87.5 美元/(MW·h)和20.1 美元/(MW·h),本文取其平均值53.8 美元/(MW·h),即0.34 元/(kW·h) 為EV 用戶在充放電過程中的單位電池?fù)p耗。 EV 用戶不參與時(shí)的充電電價(jià)與充電樁的用電來源有關(guān),如使用私人充電樁可按居民用電電價(jià)充電,約為0.6 元/(kW·h),使用公共充電樁則須按充電樁所屬公司制定的電價(jià)進(jìn)行充電,約為1.1~1.8 元/(kW·h)。為了保證EV 用戶在互動(dòng)中可以獲得更低的充電電價(jià),本文以某省夏季居民用電電價(jià)的第二檔為例, 取r=0.73 元/(kW·h)。 售電公司出現(xiàn)負(fù)偏差,比EV 不參與互動(dòng)時(shí)多出的充電電量ΔQc較難預(yù)計(jì), 其值大致與售電公司的負(fù)偏差電量正相關(guān); 負(fù)偏差越大,EV多出的充電電量也就越大。 假設(shè)ΔQc為Qc的s倍,即ΔQc=sQc且s∈(0,1),本算例取s=1/5。售電公司選擇合作而EV 選擇不合作, 給售電公司帶來的損失Bprc和EV 用戶選擇合作而售電公司選擇不合作,給EV 用戶帶來的損失Bv較難用具體的經(jīng)濟(jì)參數(shù)假設(shè),故不做詳細(xì)討論。

      5.2 充放電電價(jià)取值范圍

      根據(jù)上述假設(shè)分析,可以求得保證雙方獲利的充放電電價(jià)范圍:

      從EV 充放電的角度看, 由于電池容量有限且須要滿足正常行駛,EV 彌補(bǔ)售電公司偏差電量也有一定的限度。

      EV 參與放電互動(dòng)時(shí),假設(shè)每天放電一次,每次平均放電量為電池容量的1/3。 EV 參與充電互動(dòng)時(shí),假設(shè)每天充電一次,每次平均充電量為電池容量的2/3。故EV 能夠彌補(bǔ)的最大正偏差率和最大負(fù)偏差率為

      式中:d 為參與互動(dòng)的天數(shù);N 為參與互動(dòng)的EV數(shù)量;C 為EV 電池的平均容量。

      假設(shè)售電公司可以引導(dǎo)8 千輛EV 參與互動(dòng), 每臺(tái)EV 參與每月后15 d 的充電或放電互動(dòng),且所有EV 電池的平均容量為50 kW·h,則β′=0.05,β″=-0.1。

      圖4 所示為放電電價(jià)取值范圍。用戶可獲利的充電電價(jià)取值范圍; 實(shí)線上方的區(qū)域表示售電公司可獲利的充電電價(jià)取值范圍。 實(shí)線上方與虛線下方重疊的區(qū)域即為保證雙方互動(dòng)均可獲利的充電電價(jià)取值范圍。 點(diǎn)劃線m 右側(cè)區(qū)域?yàn)槠盥蚀笥?0.03 時(shí)的情況,此時(shí)售電公司并不會(huì)受到偏差考核。 虛線β″右側(cè)區(qū)域?yàn)镋V 能夠彌補(bǔ)的偏差范圍, 當(dāng)偏差率小于-0.1 時(shí),EV 并不能完全彌補(bǔ)售電公司的偏差電量。

      圖4 放電電價(jià)取值范圍Fig.4 Range of discharging price

      若售電公司面臨負(fù)偏差考核風(fēng)險(xiǎn),即β<-0.03 時(shí),售電公司與EV 互動(dòng)彌補(bǔ)負(fù)偏差可以使雙方均獲利。隨著負(fù)偏差率的減小,售電公司的考核費(fèi)用越來越高,EV 充電彌補(bǔ)偏差電量帶來的收益也就越大, 所以其給出的充電電價(jià)底線就越低,如圖5 中實(shí)線所示。 綜上所述,保證售電公司與EV 用戶雙方均可獲利的區(qū)域?yàn)锳BCD。

      圖5 充電電價(jià)取值范圍Fig.5 Range of charge price

      5.3 最小可行偏差率

      式(21),(22)顯示,隨著考核電價(jià)rp和rq的變化, 售電公司尋求與EV 合作應(yīng)該滿足的最小偏差率也會(huì)隨之改變。通過對(duì)圖4 的分析可知,在現(xiàn)行條件下,售電公司出現(xiàn)正偏差時(shí),向EV 尋求互動(dòng)是不可能保證雙方都獲利的。因此,以下只分析售電公司出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí), 滿足合作獲利的最小偏差率。

      根據(jù)考核電價(jià)rp和rq均由月度出清價(jià)差Δr 決定的假設(shè),分析某省的月度出清價(jià)差變化規(guī) 律, 其 出 清 價(jià) 差Δr 值 為-0.446~-0.207 元/(kW·h)。 最小可行偏差率βqmin隨月度出清價(jià)差Δr 變化而變化的曲線如圖6 所示。

      圖6 最小偏差率隨月度出清價(jià)差變化圖Fig.6 Minimum deviation rate under different monthly clearing price

      從圖6 中可以看出, 隨著月度出清價(jià)差的減小,保證雙方獲利的最小偏差率也隨之減小。圖中陰影區(qū)域表示售電公司與EV 合作能夠找到保證雙方獲利的充電電價(jià)的負(fù)偏差率可行區(qū)域。 根據(jù)上節(jié)算例可以得知,EV 彌補(bǔ)偏差電量也是有一定的范圍的, 因此圖6 中的虛線是EV 能夠彌補(bǔ)的最大偏差率。

      6 結(jié)論

      本文運(yùn)用演化博弈論模擬了售電公司與EV用戶互動(dòng)的過程, 研究了影響演化過程的相關(guān)因素。為了促進(jìn)雙方的良性互動(dòng),通過算例分析了保證雙方均可獲利的充放電電價(jià)范圍。

      ①當(dāng)售電公司預(yù)計(jì)出現(xiàn)正偏差時(shí),EV 用戶參與互動(dòng),彌補(bǔ)偏差電量是無利可圖的。 此時(shí),售電公司支付的考核費(fèi)用較小、購(gòu)電成本過高,售電公司并不能從互動(dòng)中獲利。

      ②當(dāng)售電公司預(yù)計(jì)出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí), 該負(fù)偏差率只要在保證雙方獲利的充電電價(jià)負(fù)偏差率的區(qū)域, 售電公司便可以根據(jù)電力市場(chǎng)的交易規(guī)則制定合理的充電電價(jià),EV 用戶參與互動(dòng)彌補(bǔ)偏差電量可以使得雙方均獲得收益。 因?yàn)榇藭r(shí)售電公司支付的考核費(fèi)用較高,EV 彌補(bǔ)偏差電量的價(jià)值就越大, 而且售電公司也能從EV 充電中獲得一定的收益。對(duì)于EV 用戶來說,獲得了更低的充電電價(jià), 多出的充電電量也增加了EV 的使用時(shí)間??傊?,制定合理的充電電價(jià)可以使得雙方均從互動(dòng)中獲利。

      ③售電公司與EV 用戶演化博弈的結(jié)果取決于各自的收益關(guān)系。 只有當(dāng)雙方均可以從合作互動(dòng)中獲利, 且雙方合作概率的初始值符合一定的要求時(shí), 演化博弈的結(jié)果才會(huì)使雙方均選擇合作策略。 為了促進(jìn)合作, 除了要提高互動(dòng)的收益之外,還要做好前期宣傳工作,保證EV 用戶合作概率的初始值在一個(gè)較高的水平。

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