基于多主体主从-演化混合博弈的电动汽车充电站实时电能共享模式

林宇豪; 杨军; 王弘利; 廖烽然; 贾乐刚; 韩涛

doi:10.16081/j.epae.202511014

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基于多主体主从-演化混合博弈的电动汽车充电站实时电能共享模式

电动汽车技术 | 更新时间：2026-09-24

- 基于多主体主从-演化混合博弈的电动汽车充电站实时电能共享模式
- Real-time energy sharing mode of electric vehicle charging stations based on multi-subject Stackelberg-evolutionary hybrid game
- 电力自动化设备 2026年46卷第10期页码：75-85
- 作者机构：
  
  1.武汉大学电气与自动化学院，湖北武汉 430072
  2.国网山东省电力公司烟台供电公司，山东烟台 264000
- 作者简介：
  
  林宇豪（2002 —），男，硕士研究生，研究方向为电力系统经济运行（E-mail：linyuhao958@outlook.com）；
  杨军（1977 —），男，教授，博士研究生导师，博士，主要研究方向为电动汽车与电网互动、人工智能与电网安全运行等（E-mail：JYang@whu.edu.cn）。
- 基金信息：
  
  国家电网公司总部科技项目(5400⁃202316589A⁃3⁃2⁃Z)
- DOI：10.16081/j.epae.202511014
  中图分类号： U469.72
- 收稿：2025-04-02，
  
  修回：2025-09-22，
  
  网络首发：2026-05-21，
  
  纸质出版：2026-10-10
- 稿件说明：
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林宇豪,杨军,王弘利等.基于多主体主从-演化混合博弈的电动汽车充电站实时电能共享模式[J].电力自动化设备,2026,46(10):75-85.

Lin Yuhao,Yang Jun,Wang Hongli,et al.Real-time energy sharing mode of electric vehicle charging stations based on multi-subject Stackelberg-evolutionary hybrid game[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(10):75-85.
林宇豪,杨军,王弘利等.基于多主体主从-演化混合博弈的电动汽车充电站实时电能共享模式[J].电力自动化设备,2026,46(10):75-85. DOI： 10.16081/j.epae.202511014.

Lin Yuhao,Yang Jun,Wang Hongli,et al.Real-time energy sharing mode of electric vehicle charging stations based on multi-subject Stackelberg-evolutionary hybrid game[J].Electric Power Automation Equipment,2026,46(10):75-85. DOI： 10.16081/j.epae.202511014.

摘要

车网互动充电桩和分布式新能源的铺设使充电站在电力市场中的身份由消费者转为大型产消者，电能共享能够实现充电站之间可调节电力资源的优化配置，提升充电站的经济效益。为了更真实地刻画电能共享中各主体的博弈行为，提出一种基于多主体主从-演化混合博弈的电动汽车（EV）充电站实时电能共享模式。结合交通网的路径参数，建立EV用户参与电能共享的演化响应模型；基于充电站之间的非合作关系及与出清市场之间的决策顺序，建立充电站-出清市场之间的主从博弈模型；建立EV用户-充电站-出清市场之间的主从-演化混合博弈框架，并提出该混合博弈的求解策略。以交通网络-电能共享耦合网络为算例进行仿真，结果表明所提电能共享模式能够真实刻画各主体的博弈行为，提升充电站及社会经济效益。

Abstract

The deployment of vehicle-to-grid charging piles and distributed renewable energy resources has transformed the role of charging stations in the electricity market from consumers to large-scale prosumers. Energy sharing enables the optimal allocation of adjustable power resources among charging stations，thereby enhancing the economic benefits of charging stations. In order to more accurately depict the game beha-viors of each subject in the energy sharing process，a real-time energy sharing mode of electric vehicle（EV） charging stations based on multi-subject Stackelberg-evolutionary hybrid game is proposed. Based on the path parameters of traffic network，an evolutionary response model for EV users participating in energy sha-ring is established. Based on the non-cooperative relationship among charging stations and the decision-making sequence relative to clearing market，a Stackelberg game model between charging stations and the clearing market is established. A Stackelberg-evolutionary hybrid game framework for EV users，charging stations and the clearing market is established，and the solution strategy for this hybrid game is proposed. Taking the traffic network-energy sharing coupled system as an example for simulation，the results show that the proposed energy sharing mode can truly reflect the game behaviors of each subject and enhance the economic benefits of charging stations and society.

关键词

Keywords

references

Wouters H ， Martinez W . Bidirectional onboard chargers for electric vehicles：state-of-the-art and future trends ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics ， 2024 ， 39 （ 1 ）： 693 - 716 .

Upputuri R P ， Subudhi B . A comprehensive review and per-formance evaluation of bidirectional charger topologies for V2G／G2V operations in EV applications ［J］. IEEE Transac-tions on Transportation Electrification ， 2024 ， 10 （ 1 ）： 583 - 595 .

刘俊琳，朱振山，温步瀛 . 基于V2G潜力模糊评估与移动储能协调调度的灾后供电恢复策略［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 9 ）： 89 - 97 .

Liu Junlin ， Zhu Zhenshan ， Wen Buying . Post-disaster power supply restoration strategy based on V2G potential fuzzy eva-luation and mobile energy storage coordinated scheduling ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 9 ）： 89 - 97 .

王均，黄钶然，许潇，等 . 基于阶梯碳价和自适应分时电价的电动汽车有序充电［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 2 ）： 64 - 71 .

Wang Jun ， Huang Keran ， Xu Xiao ， et al . Ordered charging of electric vehicles based on ladder-type carbon price and adaptive time-of-use electricity price ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 2 ）： 64 - 71 .

Yuvaraj T ， Devabalaji K R ， Kumar J A ， et al . A comprehen-sive review and analysis of the allocation of electric vehicle charging stations in distribution networks ［J］. IEEE Access ， 2024 ， 12 ： 5404 - 5461 .

杨茂，韩超，张薇 . 基于深度图聚类和特征重构的风电集群功率短期预测方法［J］. 电力自动化设备， 2025 ， 45 （ 4 ）： 53 - 59 .

Yang Mao ， Han Chao ， Zhang Wei . Short-term power prediction method for wind farm cluster based on deep graph cluste-ring and feature reconstruction ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2025 ， 45 （ 4 ）： 53 - 59 .

张延宇，张智铭，刘春阳，等 . 基于动态自适应图神经网络的电动汽车充电负荷预测［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 7 ）： 86 - 93 .

Zhang Yanyu ， Zhang Zhiming ， Liu Chunyang ， et al . Electric vehicle charging load prediction based on dynamic adaptive graph neural network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 7 ）： 86 - 93 .

颜俊，贺伟，郭创新，等 . 基于生成对抗网络与Transformer的多尺度光伏出力预测［J］. 电力自动化设备， 2025 ， 45 （ 11 ）： 25 - 35 .

Yan Jun ， He Wei ， Guo Chuangxin ， et al . Multi-scale photovoltaic power output prediction based on generative adversarial network and Transformer ［J］. Electric Power Automation Equi-pment ， 2025 ， 45 （ 11 ）： 25 - 35 .

易建波，胡猛，王泽宇，等 . 提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 14 ）： 100 - 109 .

Yi Jianbo ， Hu Meng ， Wang Zeyu ， et al . Multi-objective optimal configuration strategy for improving operation efficiency of photovoltaic energy storage charging stations ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 14 ）： 100 - 109 .

Chen Y ， Zhao C H . Review of energy sharing：business mo-dels，mechanisms，and prospects ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2022 ， 16 （ 12 ）： 2468 - 2480 .

余心悦，李高俊杰，王馨，等 . 基于一致性算法的区域网络集中式共享储能共享机制［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 7 ）： 231 - 237 .

Yu Xinyue ， Li Gaojunjie ， Wang Xin ， et al . Centralized shared energy storage sharing mechanism for regional network based on consistency algorithm ［J］. Electric Power Automation Equip-ment ， 2024 ， 44 （ 7 ）： 231 - 237 .

Chen Y ， Mei S W ， Zhou F Y ， et al . An energy sharing game with generalized demand bidding：model and properties ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 3 ）： 2055 - 2066 .

Wang Z J ， Liu F ， Ma Z Y ， et al . Distributed generalized Nash equilibrium seeking for energy sharing games in prosumers ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 5 ）： 3973 - 3986 .

Anoh K ， Maharjan S ， Ikpehai A ， et al . Energy peer-to-peer trading in virtual microgrids in smart grids：a game-theoretic approach ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 2 ）： 1264 - 1275 .

Liu N ， Yu X H ， Wang C ， et al . Energy sharing management for microgrids with PV prosumers：a Stackelberg game approach ［J］. IEEE Transactions on Industrial Informatics ， 2017 ， 13 （ 3 ）： 1088 - 1098 .

Cui S C ， Wang Y W ， Shi Y ， et al . Community energy coope-ration with the presence of cheating behaviors ［J］. IEEE Tran-sactions on Smart Grid ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 561 - 573 .

李高俊杰，杨军，朱旭，等 . 计及电动汽车用户响应特性的充电站实时电能共享机制［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 12 ）： 56 - 66 .

Li Gaojunjie ， Yang Jun ， Zhu Xu ， et al . Real-time energy sharing mechanism for charging stations considering user response characteristics of electric vehicles ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 12 ）： 56 - 66 .

王珂，吴峰，曹若琳，等 . 市场环境下需求响应行为特性及模型研究综述［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 15 ）： 1 - 14 .

Wang Ke ， Wu Feng ， Cao Ruolin ， et al . Review on characteristics and models of demand response behavior in market environment ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 15 ）： 1 - 14 .

刘汶瑜，陈中，杜璞良，等 . 基于联盟博弈的多虚拟电厂参与日前电力市场竞标模型［J］. 电力自动化设备， 2024 ， 44 （ 5 ）： 135 - 142，150 .

Liu Wenyu ， Chen Zhong ， Du Puliang ， et al . Bidding model for multiple virtual power plants participating in day-ahead electricity market based on coalition game ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2024 ， 44 （ 5 ）： 135 - 142，150 .

Smith J M . Evolution and the theory of games ［M］. Cambri-dge，UK ： Cambridge University Press ， 1982 .

张军，钟康骅，张勇军，等 . 基于混合博弈的多区域电-储共享运营模式与经济效益分析［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 3 ）： 31 - 41 .

Zhang Jun ， Zhong Kanghua ， Zhang Yongjun ， et al . Hybrid game based sharing operation mode for multi-regional electric power and energy storage and its economic benefit analysis ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 3 ）： 31 - 41 .

蔡国伟，姜雨晴，黄南天，等 . 电力需求响应机制下基于多主体双层博弈的规模化电动汽车充放电优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 1 ）： 85 - 98 .

Cai Guowei ， Jiang Yuqing ， Huang Nantian ， et al . Large-scale electric vehicles charging and discharging optimization sche-duling based on multi-agent two-level game under electricity demand response mechanism ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 1 ）： 85 - 98 .

闫丽梅，曾家威，徐建军，等 . 含电动汽车和光伏的配电网演化动态博弈调度策略［J］. 太阳能学报， 2024 ， 45 （ 5 ）： 316 - 323 .

Yan Limei ， Zeng Jiawei ， Xu Jianjun ， et al . Scheduling strategy of distribution grid with electric vehicles and photolatic based on evolutionary dynamics game ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2024 ， 45 （ 5 ）： 316 - 323 .

张谦，吴佳琦，孙韬，等 . 基于多主体演化-主从混合博弈的网-商-车协同调度策略［J］. 中国电机工程学报， 2025 ， 45 （ 11 ）： 4163 - 4174 .

Zhang Qian ， Wu Jiaqi ， Sun Tao ， et al . Integrated scheduling strategy for grid-aggregator-vehicle interaction based on multi-subject evolutionary-Stackelberg hybrid game ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2025 ， 45 （ 11 ）： 4163 - 4174 .

麻秀范，王超，洪潇，等 . 基于实时电价的电动汽车充放电优化策略和经济调度模型［J］. 电工技术学报， 2016 ， 31 （增刊1 ）： 190 - 202 .

Ma Xiufan ， Wang Chao ， Hong Xiao ， et al . Optimal scheduling of charging and discharging of electric vehicle based on real time price and economic dispatch model ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2016 ， 31 （ S1 ）： 190 - 202 .

Smith J M ， Price G R . The logic of animal conflict ［J］. Na-ture ， 1973 ， 246 （ 5427 ）： 15 - 18 .

吴界辰，艾欣，胡俊杰，等 . 计及不确定因素的需求侧灵活性资源优化调度［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 14 ）： 73 - 80，89 .

Wu Jiechen ， Ai Xin ， Hu Junjie ， et al . Optimal dispatch of fle-xible resource on demand side considering uncertainties ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 14 ）： 73 - 80，89 .

Ding L ， Wang L Y ， Yin G Y ， et al . Distributed energy mana-gement for smart grids with an event-triggered communication scheme ［J］. IEEE Transactions on Control Systems Technolo-gy ， 2019 ， 27 （ 5 ）： 1950 - 1961 .

Le Cadre H ， Jacquot P ， Wan C ， et al . Peer-to-peer electricity market analysis：from variational to generalized Nash equilib-rium ［J］. European Journal of Operational Research ， 2020 ， 282 （ 2 ）： 753 - 771 .

薛建凯 . 一种新型的群智能优化技术的研究与应用［D］. 上海：东华大学， 2020 .

Xue Kaijian . Research and application of a novel swarm intelligence optimization technique：sparrow search algorithm ［D］. Shanghai ： Donghua University ， 2020 .

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