電力市場(chǎng)化改革下的電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償策略研究*

唐 淵，劉琦穎，張捷妮，曲大鵬，何奉祿

（1.廣州供電局有限公司，廣州 510620；2.廣州市奔流電力科技有限公司，廣州 510630）

0 引言

近年來(lái)，由于綠色環(huán)保、節(jié)能減排、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速。隨著政府相關(guān)扶持政策的出臺(tái)和充電設(shè)施的完善，電動(dòng)汽車(chē)已實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍內(nèi)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用[1]。大規(guī)模的電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)勢(shì)必會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成一定程度的影響，為應(yīng)對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，研究人員已做了大量的研究工作。

郭建龍等[2]在歸納充電負(fù)荷影響因素和其接入對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)上，分析了充電負(fù)荷調(diào)控方法和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的充電模型；周步祥等[3]以配電網(wǎng)負(fù)荷方差和上下層調(diào)度計(jì)劃偏差綜合最小為上層目標(biāo)，以電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間和費(fèi)用最小為下層目標(biāo)，建立了計(jì)及多種充電模式的電動(dòng)汽車(chē)充電站有序充電雙層優(yōu)化模型；蘇粟等[4]提出基于用戶(hù)駕駛行為特性的電動(dòng)汽車(chē)有序充電策略，并根據(jù)計(jì)算車(chē)輛每次充電的充電量和局域配電網(wǎng)負(fù)荷曲線，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電行為進(jìn)行調(diào)度；劉志珍等[5]根據(jù)確定性分析法和倒序遞推原則，研究了一種不采集電動(dòng)汽車(chē)電池荷電狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)群有序充電的控制方法。

目前為止，關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)有序充電的理論研究主要集中在有序充電調(diào)控策略這部分[6-7]，關(guān)于用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)激勵(lì)機(jī)制、用戶(hù)需求響應(yīng)策略等方面的研究文獻(xiàn)還很少，甚至有些控制決策的研究忽略了用戶(hù)的主觀意愿[8-9]。為了深入落實(shí)有序充電調(diào)控策略，本文建立了電動(dòng)汽車(chē)充電站在電力體制改革下的運(yùn)營(yíng)效益模型，計(jì)算了充電站讓利空間和補(bǔ)償價(jià)格上限，并根據(jù)用戶(hù)參與響應(yīng)的充電量，構(gòu)建了基于用戶(hù)響應(yīng)量的補(bǔ)償機(jī)制激勵(lì)模型。

制定合理的用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償策略，可以鼓勵(lì)用戶(hù)根據(jù)充電補(bǔ)償價(jià)格調(diào)整充電安排，提高充電設(shè)備利用率，并在現(xiàn)貨市場(chǎng)下，通過(guò)購(gòu)售電價(jià)差獲得一定收益[10]。同時(shí)還可以通過(guò)補(bǔ)償策略吸引更多用戶(hù)充電，使運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)雙方利益最大化。

1 電力市場(chǎng)化改革下的市場(chǎng)主體關(guān)系

電力市場(chǎng)未完全放開(kāi)時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)中的交易主體主要有發(fā)電商、供電商（電網(wǎng)）、充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商（既可以是電網(wǎng)，也可以是其他企業(yè)）和電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)。在電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展的背景下，電網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)之間已形成相互依賴(lài)、相互博弈的格局。

在以往的市場(chǎng)模式之下，電網(wǎng)公司對(duì)發(fā)電廠所發(fā)的電量進(jìn)行統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷(xiāo)，依靠賺取購(gòu)電成本和售電收入之間的差額來(lái)獲利，同時(shí)在用電負(fù)荷低谷期通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷接入提高機(jī)組運(yùn)行效率，以及為運(yùn)營(yíng)商建設(shè)、運(yùn)營(yíng)服務(wù)充電站提供一定的技術(shù)支持；運(yùn)營(yíng)商作為中間商需要購(gòu)售電能為電動(dòng)汽車(chē)充電，并通過(guò)賺取服務(wù)差價(jià)以保證在運(yùn)營(yíng)周期內(nèi)得到持續(xù)性盈利，保證充電站的正常運(yùn)營(yíng)[11]；用戶(hù)則以保證能滿(mǎn)足自身行駛的充電需求前提下，自主地選擇充電時(shí)間、充電地點(diǎn)和充電策略。

售電側(cè)市場(chǎng)放開(kāi)之后，市場(chǎng)中加入了售電公司這一市場(chǎng)交易主體，承擔(dān)起從發(fā)電側(cè)購(gòu)電向用電側(cè)售電的職責(zé)。由于售電公司數(shù)目眾多，可以充分調(diào)動(dòng)發(fā)電側(cè)和用戶(hù)側(cè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。新一輪電改下，市場(chǎng)交易主體之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 主體關(guān)系示意圖

售電側(cè)開(kāi)放競(jìng)爭(zhēng)模式下的各主體之間可以自由進(jìn)行貿(mào)易，充電站運(yùn)營(yíng)商或電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)可以按照自身意愿選擇從哪家售電公司買(mǎi)電，大用戶(hù)也可以與發(fā)電方簽訂直購(gòu)電協(xié)議；售電公司可經(jīng)過(guò)多種方式從不同發(fā)電商處購(gòu)買(mǎi)電量，銷(xiāo)售給用戶(hù)。作為電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性銷(xiāo)售最為重要的一部分，售電公司之間競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度反映了電力市場(chǎng)化程度的高低，可以促進(jìn)降低用電側(cè)電價(jià)，促使發(fā)電側(cè)淘汰落后產(chǎn)能、提高能源利用率。電網(wǎng)公司從賺取購(gòu)售電差價(jià)盈利的形式轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g服務(wù)商[12]，負(fù)責(zé)輸配電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，確保用電質(zhì)量和用電安全性，同時(shí)還為電動(dòng)汽車(chē)充電樁供電箱等配套設(shè)施的安裝提供技術(shù)服務(wù)。

2 充電站讓利空間計(jì)算

充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“運(yùn)營(yíng)商”）作為充電站的投資者和管理運(yùn)營(yíng)者，在電力市場(chǎng)改革背景下，可以通過(guò)制定合理的充電策略或電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的充電行為，提高用戶(hù)充電滿(mǎn)意度，吸引用戶(hù)充電，從而提高充電站自身效益，使電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)和充電站均獲得理想利益。

首先需要保證充電站的運(yùn)營(yíng)效益，計(jì)算充電站的利潤(rùn)空間和投資回收期，然后在充電站盈利需求的基礎(chǔ)上，確定激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格上限，為制定合理的用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

2.1 充電站投資運(yùn)營(yíng)效益模型

（1）投資成本構(gòu)成

投資建設(shè)一座電動(dòng)汽車(chē)充電站的成本Cevco主要由基礎(chǔ)設(shè)施成本Cb、配電設(shè)施成本Cd和運(yùn)營(yíng)成本Co三大部分構(gòu)成[13]。

基礎(chǔ)設(shè)施成本由土地租賃（或購(gòu)置）費(fèi)用Crland(Cbland)、設(shè)備建設(shè)安裝費(fèi)用Cinstall、充電設(shè)備費(fèi)用nc·Cchareq、充電監(jiān)控及安全監(jiān)控設(shè)備nm·Cmoneq組成。其中，γ=1為充電站選擇租賃場(chǎng)地建設(shè)充電站，每年或每月需交納租賃費(fèi)用；γ=0為購(gòu)置充電站場(chǎng)地，投資前期一次性交納場(chǎng)地費(fèi)用；若站點(diǎn)地面是天然地面，則還需在土地租賃/購(gòu)置費(fèi)用中加上場(chǎng)地平整及固化費(fèi)用 Cbland。Cchareq、Cmoneq分別為充電設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備的單價(jià)；nc、nm分別為充電設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備的數(shù)量。

配電設(shè)施成本Cd為：

配電設(shè)施成本由箱式變電站費(fèi)用Csub、用戶(hù)配電柜費(fèi)用Ccabinet、電纜費(fèi)用Ccable組成。

運(yùn)營(yíng)成本Co為：

充電站的運(yùn)營(yíng)成本由電池維護(hù)設(shè)備及維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用Cbattm、配電設(shè)施維護(hù)成本Cdistm和站內(nèi)員工費(fèi)用ne·Cemp組成。其中，ne為站內(nèi)員工人數(shù)，Cemp為員工年工資；配電設(shè)施維護(hù)成本可按照配電成本的3%估算。

成本計(jì)算時(shí)，需計(jì)算固定資產(chǎn)折舊。充電設(shè)施和配電設(shè)施的設(shè)備殘值率一般為5%，充電設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備和配電設(shè)備的折舊年限一般分別為6年、3年、10年，計(jì)算年度成本時(shí)需按上述折舊年限將固定資產(chǎn)折舊。

（2）充電站年收入

在電改背景下，充電站運(yùn)營(yíng)收益Ievin一般包括購(gòu)售電收益Ix、充電費(fèi)收入Ie、廣告收益Ia和消費(fèi)合作分紅Ic四個(gè)方面即：

購(gòu)售電收益Ix是指大型充電站可作為電力市場(chǎng)大用戶(hù)在合約市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)直接向發(fā)電公司購(gòu)電，再制定面向用戶(hù)的統(tǒng)一的充電電價(jià)計(jì)劃，以基本電價(jià)的方式賣(mài)給用戶(hù)，從中獲取一部分收益。每日的購(gòu)售電收益計(jì)算方式如下：

充電費(fèi)收入Ie主要形式是以充電服務(wù)費(fèi)的方式收取，除基本電費(fèi)外，電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)主在公用充電設(shè)施充電時(shí)需繳納充電服務(wù)費(fèi)，收費(fèi)上限標(biāo)準(zhǔn)按當(dāng)?shù)匾?guī)定執(zhí)行。充電站充電費(fèi)收入與該電站充電服務(wù)費(fèi)和充電功率有關(guān)，每年充電費(fèi)收入Ie具體計(jì)算如下：

式中：Lt,y為充電站第y日t時(shí)段的充電量，kW·h； fz為該站點(diǎn)充電服務(wù)費(fèi)，元/(kW·h)。

廣告收益Ia和消費(fèi)合作分紅Ic是充電站衍生的盈利點(diǎn)，充電樁運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)與廣告商合作，在充電樁樁體滾動(dòng)推送廣告，以獲得廣告收益，廣告收益Ia一般與廣告瀏覽次數(shù)有關(guān)，不同地區(qū)站點(diǎn)人流量不同，廣告收益大小不等。除此之外，充電樁運(yùn)營(yíng)商還可以和景區(qū)、游樂(lè)場(chǎng)或者餐飲購(gòu)物地點(diǎn)的停車(chē)場(chǎng)合作，在這些區(qū)域設(shè)置公用充電樁，將用戶(hù)引入消費(fèi)場(chǎng)景，刺激其消費(fèi)欲望，能在一定程度上拉動(dòng)合作者收益，從而收取適當(dāng)?shù)南M(fèi)合作分紅，消費(fèi)合作分紅Ic與合作協(xié)議的具體內(nèi)容有關(guān)。

（3）充電站年利潤(rùn)

若不考慮用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償支出，充電站的年利潤(rùn)Gevs即充電站總收入Ievin減去投資成本Cevco，再加上政府環(huán)保補(bǔ)貼Sev。

2.2 確定補(bǔ)償價(jià)格上限

（1）成本充電服務(wù)費(fèi)

按照上述投資成本和運(yùn)營(yíng)收益，可估算充電站的投資回收期Tf。本文定義成本充電服務(wù)費(fèi) fc為：在預(yù)期的投資回收期內(nèi)能收回充電站建設(shè)投資成本的最低充電服務(wù)費(fèi)價(jià)格。若先設(shè)定一個(gè)預(yù)期投資回收期Tfs，則可以反推算出成本充電服務(wù)費(fèi) fc：

（2）激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格上限

充電站運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)上述計(jì)算的成本充電服務(wù)費(fèi)，在滿(mǎn)足自身利益需求的同時(shí)，確定激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格上限。

式中： fz為該站充電服務(wù)費(fèi)，元/(kW·h)；q為用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格，元/(kW·h)； fc為成本充電服務(wù)費(fèi)，元/(kW·h)。

根據(jù)上式可得到激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格上限為q≤fz-fc。

3 用戶(hù)充電激勵(lì)補(bǔ)償決策研究

充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商擁有優(yōu)先做出決策的動(dòng)機(jī)和權(quán)利，因而充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商為上層主體；用戶(hù)根據(jù)上層決策信息，響應(yīng)充電價(jià)格，指導(dǎo)自己的充電計(jì)劃，因而用戶(hù)側(cè)為下層主體。為了保證上層主體和下層主體的共同利益，上層主體需制定不同等級(jí)的激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格，刺激用戶(hù)在購(gòu)電低價(jià)時(shí)段充電，賺取電價(jià)差，下層主體也可以獲得一定補(bǔ)償，減少充電成本。

3.1 補(bǔ)償響應(yīng)機(jī)制

通過(guò)對(duì)日前售電電價(jià)詳細(xì)分析后，可得到電價(jià)的價(jià)格趨勢(shì)，充電站運(yùn)營(yíng)商可選擇固定的低電價(jià)時(shí)段作為補(bǔ)償時(shí)段ΔTk，并根據(jù)補(bǔ)償時(shí)段的電價(jià)高低，劃分補(bǔ)償時(shí)段，并設(shè)置各時(shí)段的補(bǔ)償系數(shù)βt，非補(bǔ)償時(shí)段的補(bǔ)償系數(shù)βt為0。

用戶(hù)的補(bǔ)償金額由用戶(hù)參與的響應(yīng)量來(lái)決定，只要用戶(hù)在存在補(bǔ)償時(shí)段內(nèi)參與響應(yīng)充電，都能獲得補(bǔ)償。本文定義用戶(hù)當(dāng)日補(bǔ)償充電的響應(yīng)量K為：

式中：βt為用戶(hù)在時(shí)段t充電的補(bǔ)償系數(shù)，由運(yùn)營(yíng)商自行確定，并按照實(shí)際電價(jià)趨勢(shì)調(diào)整，一般低電價(jià)時(shí)段的補(bǔ)償系數(shù)較高，非補(bǔ)償時(shí)段的 βt=0，且充電的充電功率。

結(jié)合充電站實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況和響應(yīng)量大小，將響應(yīng)量K分級(jí)，不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償價(jià)格不同，響應(yīng)量越大，補(bǔ)償價(jià)格越高。本文定義用戶(hù)補(bǔ)償金額D為：

式中：M為總響應(yīng)量劃分的區(qū)間個(gè)數(shù)；qm為各響應(yīng)量區(qū)間的補(bǔ)償價(jià)格。響應(yīng)量與補(bǔ)償價(jià)格的關(guān)系如圖2所示。

圖2 響應(yīng)量與補(bǔ)償價(jià)格的關(guān)系

3.2 基于用戶(hù)響應(yīng)量的補(bǔ)償機(jī)制激勵(lì)模型

下層用戶(hù)參與響應(yīng)即可獲得相應(yīng)的補(bǔ)償，用戶(hù)參與響應(yīng)的充電量越大，運(yùn)營(yíng)商所需支付的補(bǔ)償支出增加，進(jìn)而削減充電站利潤(rùn)。所以上層運(yùn)營(yíng)商側(cè)制定補(bǔ)償價(jià)格時(shí)必須以自身充電站收益最大化為原則，用戶(hù)側(cè)以參與的響應(yīng)量最大，獲得的補(bǔ)償最大為原則。

為使上層運(yùn)營(yíng)商削減的利潤(rùn)最小和下層用戶(hù)獲得的補(bǔ)償最大，建立了用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償模型。上層可用充電站的投資回收期表示，下層可用補(bǔ)償金額表示。

3.2.1 目標(biāo)函數(shù)

（1）上層盈利目標(biāo)

若運(yùn)營(yíng)商通過(guò)充電費(fèi)返利的方式對(duì)用戶(hù)充電行為進(jìn)行補(bǔ)償，考慮補(bǔ)償支出后的充電站年利潤(rùn)Gevs′為：

式中：Devz為用戶(hù)補(bǔ)償年支出，累加電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的補(bǔ)償金額，可計(jì)算該充電站每年補(bǔ)償支出年提供充電服務(wù)的總次數(shù)；Du為用戶(hù)每次充電響應(yīng)后可得到的補(bǔ)償金額。

充電站的投資回收期最小為：

（2）下層響應(yīng)目標(biāo)

下層用戶(hù)以響應(yīng)后的補(bǔ)償金額最大為目標(biāo)：

3.2.2 約束條件

（1）電池充電功率限制

電池充電功率限制為：

式中： pt為電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際充電功率，kW； pN為電動(dòng)汽車(chē)額定充電功率，kW。

（2）補(bǔ)償價(jià)格約束

充電站運(yùn)營(yíng)商在制定激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格機(jī)制時(shí)，補(bǔ)償價(jià)格應(yīng)當(dāng)不超過(guò)計(jì)算的激勵(lì)補(bǔ)償價(jià)格上限，以此保證充電站盈利需求。

（3）用戶(hù)充電需求約束

用戶(hù)在響應(yīng)補(bǔ)償策略的同時(shí)，需保證自身電動(dòng)汽車(chē)的充電需求。

式中： Soca為電動(dòng)汽車(chē)離開(kāi)充電站時(shí)的電池實(shí)際荷電狀態(tài)；Socexp為電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)期望通過(guò)此次充電達(dá)到的期望荷電狀態(tài)；Soc0為起始荷電狀態(tài)；ηc、Er為電動(dòng)汽車(chē)充電效率和電池額定容量。

3.3 考慮日前電價(jià)的補(bǔ)償機(jī)制優(yōu)化策略

充電站運(yùn)營(yíng)商制定用戶(hù)補(bǔ)償機(jī)制的具體步驟如下。

（1）分析現(xiàn)貨市場(chǎng)下日前電價(jià)特點(diǎn)，選擇較為固定的低電價(jià)時(shí)段作為補(bǔ)償時(shí)段ΔTk，只有在補(bǔ)償時(shí)段內(nèi)充電的用戶(hù)才能獲得補(bǔ)償，補(bǔ)償金額由響應(yīng)量K決定。

（2）根據(jù)補(bǔ)償時(shí)段ΔTk的電價(jià)高低，進(jìn)一步劃分補(bǔ)償時(shí)段（ΔT1,ΔT2,…），設(shè)置各時(shí)段的補(bǔ)償系數(shù) βt；用戶(hù)參與補(bǔ)償機(jī)制的響應(yīng)量K由補(bǔ)償系數(shù)和各時(shí)段充電量決定，由式（12）計(jì)算可得到響應(yīng)量K。

（3）將響應(yīng)量K分級(jí)，不同等級(jí)對(duì)應(yīng)不同的補(bǔ)償價(jià)格qm。結(jié)合用戶(hù)單次充電參與補(bǔ)償機(jī)制的響應(yīng)量K和各級(jí)補(bǔ)償價(jià)格qm，通過(guò)式（13）計(jì)算可得到此次充電可獲得的補(bǔ)償金額D。

制定合理的用戶(hù)補(bǔ)償機(jī)制，需要確定不同響應(yīng)量對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償價(jià)格大小，本文采用多目標(biāo)遺傳算法確定各級(jí)補(bǔ)償價(jià)格，具體求解流程如圖3所示。

圖3 補(bǔ)償價(jià)格求解流程圖

4 仿真實(shí)例

4.1 參數(shù)及場(chǎng)景設(shè)置

以某地區(qū)的公共充電站為例進(jìn)行充電場(chǎng)景模擬，分析充電站投資成本及運(yùn)營(yíng)收益，制定用戶(hù)充電激勵(lì)補(bǔ)償策略。充電站配置15臺(tái)40 kW交流充電樁，nt=3；γ=1；nc=40；ne=1；nm=2；ny=365；nt=24；ηc=0.9；fz=0.6元/（kW·h）。本案例不考慮充電站的廣告收益和消費(fèi)合作分紅，Ia=0，Ic=0。

從2019年5月起，廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)開(kāi)始試點(diǎn)運(yùn)行并進(jìn)行現(xiàn)貨市場(chǎng)預(yù)結(jié)算，本文選取2019年5月15日、5月16日、6月20日、6月21日、6月22日、6月23日6天現(xiàn)貨市場(chǎng)日前電價(jià)的平均值作為日前售電電價(jià)hst,y，6天實(shí)時(shí)電價(jià)的平均值作為現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電電價(jià)hxt,y，具體值如表1所示。

表1 日前售電電價(jià)與現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電電價(jià)數(shù)據(jù)min/(kW·h)

4.2 算例結(jié)果及分析

按照充電站運(yùn)營(yíng)效益模型來(lái)計(jì)算投資成本。目前許多充電站是由電網(wǎng)公司或者企業(yè)與政府聯(lián)合建設(shè)，土地購(gòu)置或租賃費(fèi)用較低，則假設(shè)建設(shè)充電站的土地租賃單價(jià)為180元/平/年，15個(gè)車(chē)位的占地面積約為240 m2，土地租賃費(fèi)用為4.32萬(wàn)元/年。充電設(shè)施和配電設(shè)施的設(shè)備殘值率為5%，充電設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備和配電設(shè)備的折舊年限分別為6年、3年、15年，將固定資產(chǎn)折舊，得到年度成本，投資成本的具體計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 投資成本估算表萬(wàn)元/年

經(jīng)測(cè)算，投資建設(shè)一個(gè)配置15臺(tái)40 kW交流樁的充電站，每年總成本費(fèi)用約為20.29萬(wàn)元。

根據(jù)用戶(hù)充電補(bǔ)償優(yōu)化模型，模擬電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程，結(jié)合電價(jià)趨勢(shì)，確定各個(gè)時(shí)段的補(bǔ)償系數(shù)，具體值如表3所示。由表可知，用電高峰時(shí)段是補(bǔ)償策略中的非補(bǔ)償時(shí)段，若用戶(hù)選擇在此時(shí)段充電，得不到相應(yīng)的補(bǔ)償；在用電低谷時(shí)段，補(bǔ)償系數(shù)的值與電價(jià)的高低所對(duì)應(yīng)，選擇在凌晨04:00:00-07:00:00充電的補(bǔ)償系數(shù)達(dá)到0.9，響應(yīng)的用戶(hù)可獲得較高返利。

表3 補(bǔ)償系數(shù)

通過(guò)仿真計(jì)算可以得到，當(dāng)充電樁利用率α小于0.35時(shí)，充電站不能實(shí)現(xiàn)盈利或發(fā)生虧損。所以本文根據(jù)充電站的充電流量不同，設(shè)定3種充電場(chǎng)景，求解充電樁利用率α分別為α=0.4、α=0.6、α=0.8時(shí)的補(bǔ)償價(jià)格。充電站運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)站點(diǎn)的充電樁平均利用率情況，選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方案。不同利用率下的用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償方案如表4所示。

表4 不同利用率下的用戶(hù)激勵(lì)補(bǔ)償方案

5 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)的雙方需求，提出了充電站投資運(yùn)營(yíng)效益模型和基于用戶(hù)響應(yīng)量的補(bǔ)償機(jī)制激勵(lì)模型，并采用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)仿真算例進(jìn)行求解，得到了各時(shí)段的補(bǔ)償系數(shù)和不同充電情況下的補(bǔ)償方案。充電站運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)站點(diǎn)的充電樁平均利用率情況，選擇相應(yīng)的補(bǔ)償方案。在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，運(yùn)營(yíng)商側(cè)需要根據(jù)充電實(shí)際的充電情況做出相應(yīng)調(diào)整，仿真結(jié)果可為運(yùn)營(yíng)商制定合理的用戶(hù)補(bǔ)償策略提供參考。合理的補(bǔ)償策略可以使運(yùn)營(yíng)商吸引更多用戶(hù)充電，用戶(hù)也可以獲得補(bǔ)償，縮減充電成本，達(dá)到運(yùn)營(yíng)商和用戶(hù)雙方利益最大化的目的。