摘要
电池换电站可在数分钟内将电动汽车耗尽的电池包更换为充满电的电池包，而站内的电池储架还可兼作并网储能设施，利用分时电价进行套利。同时运营这两项业务本质上是一个调度问题：何时为每个电池包充电、何时放电、以及向客户交付哪个电池包。本文将此问题建模为电池资源分配（BatRes）。一般而言，该模型属于混合整数非线性规划（MINLP），因为请求与电池包的分配是二值的，且"不可同时充放电"约束是非线性的。在先到先服务规则下，分配方案已固定；又因为充电和放电两个方向的损耗均计入成本，非线性约束永远不会生效，因此所求解的模型为线性规划。本文在巴基斯坦工业电价下运行了两个案例：一个是包含三次换电请求的小案例，另一个是可复现的、涵盖全天30次请求、8块电池的仿真案例。在6种到达顺序下，净利润从939.2巴基斯坦卢比到994.7巴基斯坦卢比不等；换电业务使利润提升至仅为电网套利场景下的约四倍。与忽略返还电量匹配的总库存基线相比，需求匹配策略在小案例中使利润提升11.7%，在全天案例中提升35.8%。本文还对换电价格、电价、库存量、效率和放电深度进行了灵敏度分析，以揭示各因素对结果的影响。
