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城市充电设施网络布局多主体合作演化博弈

作者:dqwlunwen 分类:电子论文 时间:2021-11-29

关键词:职称论文发表,期刊论文发表,快速发表论文,电子论文发表
 
    摘要:充电基础设施建设是推进我国新能源汽车产业发展的重要环节,如何促进多方共同参与充电基础设施网络的布局成为地方政府面临的一个问题。本文建立充电设施多主体合作建设的动态演化博弈模型,分析在有无政府参与下,充电运营商和能够为充电设施建设提供场地的潜在企业(个体)——产权方合作行为的共生演化。研究表明,在没有政府参与下,双方倾向于不合作,这符合我国充电设施建设初期的状况;在政府参与下,双方均能从合作中获益时,补贴充电运营商是必要的,虽然短时间内产权方反应不明显,最终仍会选择合作;在双方不能获利的情况下,政府应对双方分别出台不同的补贴政策。此外,还分析了充电运营商和产权方所得政府补贴部分的变化对系统演化的影响。
 
  关键词:充电设施;政府参与;演化博弈
 
  中图分类号:U491.8;F224.32文献标识码: ADOI:10.3969/j.issn.1003-8256.2021.04.002
 
  开放科学(资源服务)标识码(OSID):
 
 《热力发电》杂志为我国热能动力学科和热力发电技术重要刊物,主要报道国内热能动力技术科学的基础研究和热力发电(火力、核能、地热及其它可再生能源发电)技术的开发利用,包括:化石燃料及其清洁燃烧、热力设备及热力系统、电站辅机、电站自动控制、电厂化学、电厂金属材料、电力环境保护及综合利用,以及电厂信息化、状态评价、技术监督、启动调试、设备性能鉴定等,并适时报道国外热能动力科学技术的发展动态。
 
  0引言
 
  随着我国新能源产业的迅速发展,新能源汽车用户急剧增加。尽管我国一直在采取各种方式来促进电动汽车的推广,如给予一次性充电补贴等,但电动车大规模普及的另一个主要障碍是行驶里程有限[1]。政策制定者可以加大投资,完善电动汽车的公共基础设施,尤其是快速充电站,消除电池容量限制,缓解电动汽车用户的里程焦虑[2]。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据统计显示,截至2020年6月,中国纯电动汽车保有量约417万量,而充电桩数量为132.2万个,公共充电桩保有量为55.8万台,私人充电桩保有量为76.4万台,车桩比约1∶3.2,远低于1.5∶1的国际最低标准比例和中国1.2∶1的目标比例[3]。就公共充电桩来看,交流充电桩32.8万台、直流充电桩23万台、交直流一体充电桩488台,具体情况如图1所示。一般,交流桩是小电流,桩体较小,充电时间约6~8小时,适用于小型乘用电动车,广泛应用于公共停车场、大型购物中心和社区车库中;而直流桩为大电流,桩体较大,适用于电动大巴、中巴、混合动力公交车、电动轿车、出租车、工程车等快速直流充电。YaoJia等[4]利用面板数据回归发现,快速充电器密度每增加1%,电动汽车使用率将增加0.63%,电动汽车销量就会增加0.36%。因此,如何合理、有效地布局充电基础设施网络成为满足新能源汽车用户需求的亟待解决的问题。
 
  电动汽车在提高能源效率、减少温室气体排放、能源资源多样化来实现交通的可持续发展方面具有巨大潜力[5-6]。而充电基础设施的缺乏是制约电动汽车发展的主要因素[7-9]。在推进充电设施建设时,建筑面积、分布容量、市政需求等因素会限制充电设施的建设[10-11]。考虑到中国土地资源的稀缺以及一些既有建筑无法设置充电桩的现实,私人电动汽车和公交车可以使用公共建筑停车场所配套的充电设施进行充电[12]。此外,一些学者研究认为政府对我国电动汽车充电设施的建设具有重要的推动和引导作用[13]。许多国家如挪威、荷兰、中国和美国,由于强有力的财政政策如补贴、税收减免和便利政策,以及充电基础设施的扩张,使得电动汽车销量大幅增长[14]。
 
  现有研究中通过访谈和问卷调查等方式来分析影响充电基础设施网络布局因素的较多,对这些因素如何影响利益相关者行为的具体分析相对较少。
 
  一些学者运用演化博弈论来探究充电设施网络布局过程中所涉及利益相关者的行为问题。Aujla等[15]提出在智慧城市背景下将电动汽车作为消费者,充电站作为能源提供者的能源交易Stackelberg博弈。Latifi等[16]采用贝叶斯纯策略重复博弈模型,确定了一种新的充放电定价与调度机制。Zhao等[17]采用非合作博弈模型,考虑电动汽车消费者的充电行为,确定充电桩的共享价格。Fang等[18]在小世界复杂网络框架下,考虑充电站与加油站之间的竞争关系,建立充电站与加油站需求随时间变化的演化博弈模型。Yu等[19]引入一个序列博弈模型作为电动汽车投资者与电动汽车消费者之间的交互模型。
 
  演化博弈是在有限理性的假设下分析群体中的个体通过动态演化最终达到平衡的过程,广泛应用于研究人类的社会经济行为。有限理性条件下博弈方在连续试错和学习中调整策略,能夠比较准确地预测个体的群体行为。因此,采用博弈模型的研究主要集中在刺激消费者购买新能源汽车和充电站选址等问题,涉及主体主要包括政府、充电运营商、车企、消费者。在现阶段,我国仍处于充电设施建设初期,需要多主体的积极参与。以德国、丹麦为代表的欧洲国家也充分利用电动汽车充电时间,拓展零售业务,围绕电动汽车充电时间建设健身购物中心,提高了充电服务的增值[20]。在中国,只有特斯拉与酒店、商场等大型公共建筑合作建设充电站。当前,充电设施建设的传统商业模式是充电运营商从第三方获取土地使用权,获取服务费收益。然而,随着电动汽车的爆发式增长,商圈“充电桩+商品零售+服务消费”的产业发展模式将逐渐增加对市场的吸引力[21]。



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