带屋顶光伏的双向电动汽车充电在线能量管理：一种考虑电池老化的 MPC 方法
系统与控制
2026-05-06 v1 系统与控制
摘要
本文通过提出一种针对电动汽车(EV)、家庭和电网的在线、考虑电池老化的能量管理策略，研究了在屋顶光伏(PV)存在下车-家-网集成的经济影响。基于模型预测控制(MPC)的框架显式利用车辆到电网(V2G)和车辆到家庭(V2H)运行来进行能量套利、提高自消纳率，同时满足用户驱动的驾驶需求。该框架在不断缩短的时域上优化功率流，使用了能够捕捉日历老化和循环老化的详细电池老化模型，以及提供家庭负荷和太阳辐照度短期预测的基于 Transformer 的预测器。在一年的时间跨度上，所提策略在所有评估策略中获得了最低的年度成本。与无光伏运行相比，增加光伏使年度利润提高了 1060.7 欧元，并且与智能单向充电相比，获得了高达 2410.5 欧元的经济收益，而代价仅为增加了 1.27% 的电池老化。即使在最不利的情况下，即 V2G 能量没有报酬，双向运行仍然通过 V2H 带来了 355.8 欧元的经济收益。对 V2G 价格比、EV 电池大小、家庭需求和取车时间不确定性进行的敏感性分析证实，这些优势在广泛的场景中持续存在，并突显了 EV 作为主动能量节点的潜力，从而在现实条件下实现可持续的能量管理和具有成本效益的电池使用。
引用
@article{arxiv.2605.03844,
title = {Online Energy Management for Bidirectional EV Charging with Rooftop PV: An Aging-Aware MPC Approach},
author = {Francesco Popolizio and Albert Škegro and Torsten Wik and Chih Feng Lee and Changfu Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.03844},
year = {2026}
}
备注
This manuscript has been submitted to an IEEE Transactions journal for possible publication