考虑电池退化成本的基于光伏的电动汽车停车场能量管理策略

为何更智能的电动汽车充电至关重要

随着电动汽车越来越普及，简单的插电行为可能会悄然给电网和钱包带来压力。本文探讨了如何让装配太阳能的停车场——那些每天停放大量车辆数小时的场所——以更智能的方式相互交易能源。通过协调充电时间、共享多余太阳能以及权衡对车辆电池的额外磨损，研究人员表明可以降低充电成本并更有效地利用清洁能源。

把停车场变成小型电力枢纽

研究设想了一个城市社区，内有若干大型停车场，每个都覆盖太阳能板并停满电动汽车。与其各自仅从电网购电并以较低价格把多余太阳能卖回电网，不如让每个停车场扮演小型能源枢纽的角色。它可以用自家太阳能给车辆充电、向电网买卖电力，并与其他停车场直接交易多余太阳能。核心思想是通过基于价格的市场化机制来管理这些行为，使得能源在任何时刻自然流向价值最高的去处。

让买卖双方讨价还价

为协调这一局部市场，作者设计了“双向竞价”系统。需要电能的停车场提交买入报价；拥有多余太阳能或来自插入车辆能量的停车场提交卖出报价。中央软件代理收集这些出价并清算市场：价格更高的买盘先得到满足，价格更低的卖盘在双方相比直接使用主电网更有利的情况下被匹配。该机制使成交价格位于正常零售电价与向电网回售太阳能所获得的较低价格之间，因此买卖双方都能从本地交易中获益。

为云层、车流与电池磨损做计划

现实很复杂：阳光会随天气变化，司机到达和离开的时间也不可预测。研究通过在多种可能的“假设”情形下运行市场来应对这些不确定性。它使用一种专门的神经网络预测太阳能产出，然后构建若干个略有不同的日情景，分别反映更强或更弱的日照及充电需求。模型还估算每次充放电对车辆电池的磨损程度，并将该磨损量化为金钱成本。所有这些因素被输入到一个数学优化引擎，搜索能够保持车辆充足电量且总成本最低的交易与充电组合。

仿真结果显示了什么

研究人员在包含六个大型电动汽车停车场的标准城市电网模型上测试了他们的方法，每个停车场大约服务一百辆车。他们将该交易策略与更传统的方案进行比较：后者是每个停车场仅利用自有太阳能并从电网购买所需的额外电力。允许本地交易时，总体充电成本明显下降：在电价随日内波动的动态定价方案下约降低11.8%，在固定价格方案下则近2%。即便将电池磨损成本假定上调最多30%，交易方法仍比传统方案更便宜。当太阳能产出和出行模式上下浮动10%时，系统也表现出鲁棒性。

对未来充电的意义

简言之，研究表明，将装配太阳能的停车场和插电车辆视为本地能源市场的主动参与者是有回报的。通过让停车场彼此讨价还价，并把电池老化与天气相关不确定性纳入考量，所提策略降低了充电账单并减少了太阳能的浪费。如果被广泛采用，类似的市场化方法可以在电动汽车数量持续增长的同时，使电动出行更便宜、更清洁，并减轻对电网的压力。

引用: Khan, M.O., Ahmad, F., Ali, M. et al. Energy management strategies for solar photovoltaic-based EV parking lots with consideration of battery degradation cost. Sci Rep 16, 13841 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42238-z

关键词: 电动汽车充电, 太阳能停车场, 能量交易, 车到网（V2G）, 电池退化