充电桩共享是缓解车桩配置不平衡的一种可行方案。湖南大学电气与信息工程学院、国网宿迁供电公司的黄小庆、李隆意、徐鹏鑫、王秀茹、韩少华，在2023年第11期《电工技术学报》上撰文，综合考虑配电网、电动汽车（EV）用户、充电桩、聚合商四方主体利益，提出一种基于主从博弈的充电桩共享方法，能有效提升四方主体经济效益、车桩匹配成功数和充电桩使用率。
我国“双碳”战略下，电动汽车（EV）保有量将快速增长，促进节能减排的同时，也将给充电设施配置带来一系列问题：①充电桩数量不足，充电设施配备速度严重滞后于车辆发展速度；②存在大量充电桩闲置的情况，充电桩分布不合理；③庞大的充电需求对电网运行带来冲击。
自2014年国家电网开放电动汽车充电桩市场以来，私人充电桩共享服务在我国出现，有效地缓解了公共充电设施紧张问题。星星充电、华商三优等为电动汽车用户搭建了充电桩共享平台，平台仅提供充电桩信息查询与预约服务，电动汽车用户受出行习惯与城市交通影响集中于部分桩充电，造成排队以及部分桩闲置两种现象发生，打击了部分桩主参与共享的积极性，因此研究合理有效的电动汽车-充电桩匹配（简称车桩匹配）方法十分有必要。
当前，在电动汽车和充电站匹配方面，充电价格是重要的控制信号。相关研究文献中充电电价均以充电站收益为制定目标，来控制电动汽车充电行为，忽略了电动汽车负荷并网对配电网的影响，导致匹配方案有可能冲击电网安全，增加其运营成本负担。
此外，在车桩匹配方面，一般利用充电桩聚合商实现电动汽车用户和电网的协调，充电桩聚合商获取某一区域内多个充电桩的代理权，代表充电桩参与共享，为电动汽车用户提供充放电服务的同时获取相应利润。现有充电策略的研究局限于单一主体最优，对实现电动汽车用户、聚合商、充电桩、配电网多主体共赢的充电策略研究较少。
针对网、车、桩、聚合商多主体共赢的充电桩共享问题，湖南大学电气与信息工程学院、国网宿迁供电公司的研究者从配电网、电动汽车用户、充电桩、聚合商四方共赢出发，提出了多主体博弈共赢的电动汽车充电桩共享方法。该充电桩共享策略能增加充电桩、聚合商的收益，降低电动汽车用户成本，且有助于配电网降低网损、减小电压偏差，对各方均有益。
图1 车桩匹配示意图
图2 车-桩-网主从博弈流程
图3 Stackelberg博弈双层迭代求解流程
本研究的亮点工作主要包括：
①提出利用节点边际电价（LMP）优化博弈主体模型，引导车桩匹配；
②提出利用最小费用最大流模型，构建以车桩匹配对数最大为首目标、电动汽车总充电成本最优为次目标的车桩匹配双目标从体博弈模型，能大大提高共享充电桩的匹配成功数量，使各充电桩、同一充电桩不同时段利用率更加均衡，避免了部分充电桩使用过于频繁而部分充电桩闲置的情况，对于解决当前阻碍电动汽车和充电基础设施发展的瓶颈问题具有一定工程价值；
③利用静态不完全信息博弈理论和最小费用最大流双目标从体博弈模型，实现车桩最优匹配，前者确定充电桩共享价格定价策略，后者实现车桩最优匹配；
④利用双层迭代法求解博弈模型，并提出基于Bellman-Ford增广路算法的Ford-Fulkerson最大流算法，相较传统方法，可高效求解车桩匹配从体博弈模型。
科研人员指出，本研究节点边际电价引导负荷空间转移时重点分析其对经济调度问题的影响，尚未考虑配电网重构的影响；此外，本研究忽略了聚合商之间的竞争，未来研究中将基于非合作博弈理论解决聚合商合作竞争问题。
本工作成果发表在2023年第11期《电工技术学报》，论文标题为“多主体博弈共赢的电动汽车充电桩共享方法”。本课题得到国网江苏省电力有限公司科技项目的支持。
