![[09127409082]](https://barast.com/wp-content/uploads/2021/01/newlogo.png){kind=small}
استراتژی قیمتگذاری برای تعویض باتری کامیونهای سنگین برقی و مدل کسبوکار مبتنی بر بازی استاکلبرگ مشارکتی
حالت تعویض باتری کارآمد، نویدبخش تسریع پذیرش کامیونهای سنگین برقی (EHDT) است، اما هزینههای غیرقابلانعطاف تعویض باتری (BSF) مانع از اجرای گسترده آن میشود. بنابراین، این مقاله یک مدل کسبوکار پیشنهاد میدهد که رزرو آنلاین تعویض باتری برای EHDTها را با تعویض آفلاین در ایستگاه تعویض باتری (BSS) ادغام میکند. BSFهایی که توسط BSS برای EHDTها دریافت میشوند، به هزینههای خدمات تعویض باتری (BSSF) و قیمت فروش برق (ESP) تقسیم میشوند. مدل دوسطحی پیشنهادی، مبتنی بر نظریه بازی استکلبرگ مشارکتی، تجزیه و تحلیل میکند که چگونه BSFهای پویا بر رفتار تعویض باتری EHDTها تأثیر میگذارند و انگیزههای EHDTها، BSS و شبکه توزیع فعال (ADN) را همسو میکنند. رهبر، یک اتحاد مشارکتی بین BSS و ADN، ESPها را برای به حداکثر رساندن سود اتحاد بر اساس استراتژیهای شارژ و دشارژ آنها تنظیم میکند. دنبالکنندگان، EHDTها هستند که استراتژیهای ESP پویای سطح بالا را ادغام کرده و از الگوریتم SCVPSO برای تعیین استراتژی BSSFها برای EHDTها استفاده میکنند، با هدف به حداکثر رساندن صرفهجویی در هزینه. تجزیه و تحلیل عددی نشان میدهد که روش پیشنهادی، EHDTها را تشویق میکند تا در ساعات غیر اوج مصرف در BSS، تعویض باتری انجام دهند و در نتیجه تقاضای اوج مصرف در ADN را کاهش داده و سود ذینفعان را بهینه کنند. علاوه بر این، این مقاله سازگاری روش پیشنهادی را در توانمندسازی BSSها برای مشارکت سودآور در معاملات بازار کربن تأیید میکند.
مقدمه
بخش حمل و نقل، با مصرف بالای انرژی [1]، نقش محوری در تلاش چین برای رسیدن به اوج انتشار کربن تا سال 2030 و دستیابی به خنثیسازی کربن تا سال 2060 ایفا میکند [2]. این امر عمدتاً به دلیل کامیونهای سوخت سنگین است که بیش از 45 درصد از انتشار کربن از حمل و نقل جادهای را تشکیل میدهند [3،4]. بنابراین، پیشرفت در منابع انرژی تجدیدپذیر [5،6]، همراه با ویژگیهای انتشار صفر برق و هیدروژن، این منابع انرژی را به گزینههای جذابی برای بهرهبرداری از وسایل نقلیه تبدیل میکند [7،8]. در نتیجه، کامیونهای سنگین (HDTs)، به ویژه کامیونهای سنگین برقی (EHDTs)، به تدریج در حال گذار به برقی شدن هستند.
توسعه EHDTها با دو چالش اصلی روبرو است: 1) تقاضای رو به رشد برای روشهای کارآمد بازیابی انرژی. 2) افزایش پذیرش EHDTها، که فشار اصلاح اوج مصرف را به شبکه توزیع فعال (ADN) اضافه میکند [[9]، [10]، [11]]. خوشبختانه، حالت تعویض باتری، که امکان تعویض باتری را در عرض 5 دقیقه فراهم میکند، راهحلی با بازیابی سریع انرژی ارائه میدهد. علاوه بر این، مدیریت یکپارچه باتری در ایستگاه تعویض باتری EHDT (BSS)، باتریهای تعویض شده را به طور سیستماتیک شارژ میکند تا تقاضای اوج مصرف را کاهش دهد. این امر EHDT BSS را به عنوان یک منبع نوظهور برای اصلاح اوج مصرف و تنظیم پر شدن دره در ADN قرار میدهد [12،13].
تحقیقات موجود در مورد BSS بر مشارکت سیستم در برنامهریزی شارژ و دشارژ [[14]، [15]، [16]]، راندمان تعویض [17،18] و فرمولبندی قیمت [19،20] تمرکز دارد. هزینههای تعویض باتری (BSF) برای EHDTها در BSS شامل قیمت فروش برق (ESPها) و هزینههای ثابت خدمات تعویض باتری (BSSFها) [21] است. در میان این موارد، ESPها هم بر هزینههای تعویض باتری برای EHDTها [22] و هم بر نوسانات بار شبکه [23،24] تأثیر میگذارند. با این حال، BSSFهای ثابت ممکن است باعث ایجاد صف در BSS شوند که منجر به نرخ بار بالا [21] و محدود کردن استراتژیهای شارژ BSS میشود. استراتژی بهینه BSFها باید بر اساس سود سه ذینفع درگیر در “EHDT-BSS-ADN” فرموله شود. با این حال، قیمتگذاری BSS با مسائل زیر روبرو است:
مطالعات کمی بر برنامهریزی و تنظیم هزینه با در نظر گرفتن تعامل سهگانه “EHDT-BSS-ADN” تمرکز دارند. مدلهای پویای BSSF موجود عمدتاً تعامل بین BSS و EHDTها را در نظر میگیرند [20]. سایر مدلهای مرتبط با BSS معمولاً بر رابطه بین اپراتور ADN و BSS [25] یا بین EHDTها و BSS [26،27] تمرکز دارند. در عمل، BSS به عنوان رابطهای کلیدی بین ADN و EHDTها عمل میکند [21،28]. اپراتور سیستم توزیع، برنامههای برنامهریزی بهینه را بر اساس استراتژیهای عملیاتی و توابع هزینه ایستگاههای شارژ محاسبه و به آنها منتقل میکند [29]. کل این فرآیند یک چارچوب نوظهور را تشکیل میدهد.
مدلهای موجود اغلب رابطه بین ذینفعان را به صورت رهبر-پیرو نشان میدهند، که در آن ADN تسلط دارد، در حالی که BSS به نقشهای منفعل تنزل یافته است. مرجع [19] منافع دولت، اپراتورهای تجهیزات شارژ و مصرفکنندگان را در بازار شارژ خودروهای الکتریکی (EV) تجزیه و تحلیل میکند و یک مدل شارژ خدمات مبتنی بر نظریه بازی غیر مشارکتی ارائه میدهد که منافع این سه ذینفع را در نظر میگیرد. مرجع [30] یک مدل دو سطحی برای عملکرد مشارکتی ADNها با چندین ایستگاه شارژ (CS) ارائه میدهد که تمایل EVها را برای تنظیم قیمت تعامل بین رانندگان، ADNها و CSها در نظر میگیرد و هدف آن ایجاد تعادل بین منافع و افزایش امنیت شبکه برق است.
علاوه بر پتانسیل اصلاح پیک مصرف انرژی در توسعه EHDT در مقیاس بزرگ، سود حاصل از کاهش کربن آنها قابل توجه است [[31]، [32]، [33]، [34]، [35]]. دادههای کاهش کربن جمعآوریشده از طریق تأسیسات BSS، آمار انتشار گازهای گلخانهای را برای خودروهای برقی ساده میکند [36]. تحقیقات موجود، نقش مدل شارژ BSS را در شکلدهی به توسعه صنعت و امکانپذیر کردن اصلاح پیک مصرف انرژی برجسته میکند.
سوال کلیدی این است: چگونه استراتژیهای قیمتگذاری میتوانند به طور موثر منافع اپراتورهای EHDT، BSS و ADN را همسو کنند و در عین حال به چالشهای مقیاسپذیری در بخش EHDT بپردازند؟ این مطالعه یک مدل کسبوکار شامل اپراتورهای ADN، BSS و EHDTها را به عنوان یک راهحل امیدوارکننده پیشنهاد میدهد. سهم اصلی آنها عبارتند از:
1) فرمولبندی پویای BSFها، که به طور مشترک توسط BSS و ADN توسعه داده شده است، EHDTها را تشویق میکند تا بارهای تعویض باتری را متعادل کرده و به حداکثر اصلاح برای ADN دست یابند. یک اتحاد مشارکتی بین اپراتورهای BSS و ADN ایجاد شده است که نقش اصلی را در راهاندازی ESPها ایفا میکند. بر اساس استراتژی ESP که توسط رهبران ایجاد شده است، BSSFها برای به حداقل رساندن هزینهها برای پیروان (EHDTها) طراحی شدهاند. EHDTها میتوانند با استفاده از BSFها، تعویض باتری را به طور موثر برنامهریزی کنند. برنامهریزی منظم تعویض باتری، امکان برنامهریزی شارژ در BSS را فراهم میکند، حداکثر اصلاح را برای ADN افزایش میدهد و یک رابطه سودمند متقابل بین EHDTها، BSS و ADN را تقویت میکند.
۲) یک مدل دوسطحی برای به حداکثر رساندن مزایای سه ذینفع توسعه داده شده است. این مدل، پاسخهای EHDTها را برای زمان و قیمتگذاری در یک بازی استاکلبرگ مشارکتی شامل EHDTها، BSS و ADN ترکیب میکند. این مدل، قیمتگذاری بین این نهادها را در سیستم «EHDT-BSS-ADN» تنظیم میکند تا مزایای کلی سیستم را بهینه کند.
۳) این مقاله سازگاری مدل کسبوکار پویای BSF را با مشارکت در بازار تجارت کربن نشان میدهد. EHDTها یک توافقنامه انتقال کاهش انتشار کربن با BSS امضا میکنند و مقدار مشخصی از کاهش انتشار را منتقل میکنند. EHDTها از طریق پلتفرم BSS در معاملات بازار کربن شرکت میکنند و انتشار گازهای گلخانهای ناشی از HDTهای سوخت دیزلی را جبران میکنند. بخشی از سود به رانندگان اختصاص داده میشود تا مشارکت EHDTها در معاملات کاهش کربن را تشویق کنند.(منبع).