1.1. 目的及意义

人们对石油、天然气等能源的需求会随着社会发展、经济提升而不断增加。我国目前仍将煤炭、天然气、石油等化石能源作为主要的能源，并在未来的一段时间内仍将以此类能源为主。与此同时，我国国内的石油储备量与开采量并不能自己自足，大部分需要从国外进口，并且依赖程度逐渐增加。然而，全球的化石能源储备有限，不可能无限制的开采与使用，同时，化石能源的燃烧还会对环境造成严重的污染。石油、天然气等化石能源燃烧会产生大量的CO₂、SO₂等有毒有害气体，大量排放二氧化碳也会进一步加剧全球气候变暖。为了大量降低二氧化碳的排放量，全球都必须在经济、科技等方面做出巨大的努力。在这方面，交通领域是最需要做出改善的领域之一。目前大量应用于交通领域的电动汽车就是对交通领域做出改善的最大措施之一。

虽然电动汽车可以大幅减少化石能源的使用，缓解环境污染以及全球气候变暖，但是电动汽车的能量来源于电网，大规模使用电动汽车会对电网的运行稳定性造成重大的影响。

本课题的研究目的在于如何在大规模电动汽车接入电网获得能量的过程中实现电动汽车用户、充电站运营商以及电网公司三方互利共赢，使得用户综合体验最好、充电站运营商和电网公司利润最大。

本课题的研究具有以下几方面的具体意义：

（1） 减少用户充电成本，提高用户综合满意度。本文综合考虑电动汽车充电电价折扣调节比例与预约优先级和电动汽车用户满意度之间的关系，研究了充电用户对折扣比例与预约优先级的响应特性，构建了电动汽车用户充电行为决策模型。由此充分考虑用户出行与充电需求，减少用户的充电代价，提高用户的综合满意度。

（2） 提高充电站运营商的效益，促进充电站的建设。本文面向运营商的模型，以电网售电价格为基础，确定充电站基准服务费以及对不同类别用户的折扣比例。其目标是充电站运营收益最大，以提高充电站运营商的利益，从而提升运营商扩建充电站的动力，弥补电动汽车推广过程中充电基础设施不足的缺点。

（3） 优化电网负荷曲线，提高电网公司的收益。本文分析了电网不同售电价格影响下，各充电站的可转移负荷动态时空分布规律，以此优化电网负荷曲线。构建了基于纳什均衡的电网公司-充电站成本效益博弈模型，从而在优化电网负荷曲线的基础上提高电网公司的收益。

（4） 促进电动汽车的使用和推广。本文的研究成果可以满足用户方便、快捷、低费的充电要求，提高充电站运营商以及电网公司的收益，对促进电动汽车的推广和使用，进而改善交通以及环境污染问题具有非常重要的意义。

1.2. 国内外研究现状

随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日益枯竭以及大气污染、全球气候上升的危害加剧，电动汽车也越来越受到人们的重视。虽然电动汽车能够大幅缓解以上危害的加剧，但电动汽车充电需要接入电网，大数量的电动汽车接入电网会对电网产生巨大的影响。

1.1.1. 电动汽车充电对电网的影响