基于目标的充电控制与基于学习的激励定价：用于电动汽车的需求响应

《Energy》：Objective-Driven Charging Control and Learning-Based Incentive Pricing for Demand Response of Electric Vehicles

针对中国可再生能源电力供需区域不匹配问题，构建基于供需平衡的配额分配框架。生产侧采用历史生产可能集DEA模型确定配额，消费侧融合熵权法与零和增益DEA模型实现公平高效分配。结果表明：总生产配额达3268.7亿千瓦时，西北、西南产能占比高，东部较低；优化后总配额3448.6亿千瓦时，提升34.23%。消费配额呈现南高北低、东重西轻格局，需通过跨省电力运输（约1200亿千瓦时，占比36%）实现供需平衡，并提出政策建议。

　　中国在可再生能源电力生产和消费之间存在显著的区域不匹配问题，这不仅影响了可再生能源的高效利用，也对实现国家的“双碳”目标构成了挑战。为了解决这一问题，本研究从供需平衡的角度出发，构建了一个可再生能源电力配额分配框架，旨在支持2025年可再生能源发展“十四五”规划的目标实现。该框架通过科学合理的配额分配方案，协调不同省份之间的可再生能源生产和消费能力，以提高整体系统的运行效率，同时确保公平性。

研究首先分析了当前可再生能源电力生产与消费的区域差异。从生产角度看，中国西北和西南地区拥有丰富的可再生能源资源，如风能和太阳能，这些地区的可再生能源发电能力远高于东部地区。然而，这些地区的可再生能源电力消费能力相对较低，导致电力过剩和弃风弃光现象严重。相比之下，东部地区由于经济发展水平较高，电力需求旺盛，但可再生能源资源相对匮乏，因此在可再生能源电力消费方面具有较高的潜力。这种供需之间的不平衡不仅浪费了可再生能源资源，也制约了中国在实现低碳转型方面的进展。

为了更准确地反映可再生能源电力生产的实际情况，本研究在生产侧采用数据包络分析（DEA）模型，基于历史生产可能性集来计算各省份的生产配额计划。该模型能够综合考虑各省份的可再生能源发电能力和非可再生能源发电能力，从而评估其在整体能源系统中的贡献。通过这一方法，研究得出，西北和西南地区在可再生能源电力生产方面承担了较大的配额，而东部地区则相对较小。同时，研究还指出，当前的配额分配方案在生产侧仍存在一定的优化空间，特别是在提高生产效率和减少资源浪费方面。

在消费侧，研究则采用了一种结合熵权法与零和博弈DEA（ZSG-DEA）模型的分配方案。熵权法能够客观地评估各省份在可再生能源消费方面的权重，而ZSG-DEA模型则考虑了公平性和效率之间的平衡。通过这一方法，研究发现，北方省份的可再生能源电力消费配额相对较低，而南方省份，尤其是东南沿海地区，拥有更高的消费配额。这种从北到南、从西到东的消费配额分配趋势，反映了中国可再生能源消费能力的区域差异。同时，研究还指出，当前的消费配额分配方案在效率方面仍有待提升，特别是在如何合理分配可再生能源电力消费配额以实现供需平衡方面。

为了实现供需平衡和可再生能源的高效利用，研究提出，大约需要将12000亿千瓦时的可再生能源电力在不同省份之间进行调配，占总生产量的36%。这一调配比例表明，中国在可再生能源电力的跨区域传输方面存在较大的需求。通过优化配额分配方案，可以有效缓解部分省份的可再生能源电力过剩问题，同时满足其他省份日益增长的可再生能源电力需求。这一过程不仅需要考虑各省份的资源禀赋和经济发展水平，还需要结合政策目标和技术发展水平，以确保配额分配方案的科学性和合理性。

本研究在方法论上采用了多种技术手段，以提高配额分配方案的准确性和可行性。首先，通过收集和预测相关指标数据，构建了完整的数据集。这些数据包括各省份的可再生能源发电能力、非可再生能源发电能力、可再生能源电力消费能力等。其次，研究将“十四五”规划中提出的33%可再生能源电力消费目标作为约束条件，纳入生产侧的优化模型中，以确保配额分配方案符合国家政策导向。最后，基于构建的消费侧分配模型，研究得出了各省份的配额责任方案，以实现供需之间的有效匹配。

通过以上方法，研究不仅为中国的可再生能源配额分配提供了科学依据，也为相关政策的制定和实施提供了参考。研究发现，当前的配额分配机制在生产侧和消费侧都存在一定的问题，特别是在如何合理分配可再生能源电力生产与消费配额方面。因此，构建一个更加科学和合理的配额分配框架，对于推动中国可再生能源的可持续发展具有重要意义。

此外，研究还指出，可再生能源资源禀赋和碳排放水平是影响消费配额分配的关键因素。西北和西南地区的可再生能源资源丰富，但这些地区的碳排放水平相对较低，因此在可再生能源电力消费方面具有较大的潜力。而东部地区的碳排放水平较高，因此在可再生能源电力消费方面需要更多的政策支持和引导。这种资源禀赋与碳排放之间的关系，为制定更加公平和高效的配额分配方案提供了理论依据。

研究的政策建议部分强调，需要加强可再生能源电力的跨区域调配能力，以缓解供需之间的不平衡。同时，应加强对可再生能源电力消费的监管和激励，特别是在东南沿海等消费能力较强的地区，应鼓励更多的可再生能源电力消费，以提高整体系统的运行效率。此外，研究还建议，应进一步完善可再生能源配额分配机制，使其更加符合中国的实际情况和发展需求。

综上所述，本研究通过构建一个基于供需平衡的可再生能源电力配额分配框架，为解决中国可再生能源电力生产与消费之间的不匹配问题提供了新的思路和方法。研究结果表明，西北和西南地区在可再生能源电力生产方面承担了较大的配额，而东部地区则相对较小。同时，消费配额呈现出从北到南、从西到东的趋势，这为政策制定者提供了重要的参考依据。通过优化配额分配方案，可以有效提高可再生能源的利用效率，促进中国可再生能源的可持续发展，为实现“双碳”目标奠定坚实基础。