广西师范大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (5): 52-63.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2024092101

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基于DQN的智能电动汽车动态充电调度算法研究

黄媛艳1,3, 路旋1,3, 詹凯杰1,3, 曾海勇1,2,3*   

  1. 1.广西类脑计算与智能芯片重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541004;
    2.广西高校集成电路与微系统重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541004;
    3.广西师范大学 电子与信息工程学院/集成电路学院,广西 桂林 541004
  • 收稿日期:2024-09-21 修回日期:2024-11-05 出版日期:2025-09-05 发布日期:2025-08-05
  • 通讯作者: 曾海勇(1989—),男,湖南郴州人,广西师范大学副教授,博士。E-mail: zenghaiyong@gxnu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金(62301172);广西自然科学基金青年基金(2023JJB170030);广西青年创新人才专项(桂科AD23026197);广西类脑计算与智能芯片主任基金(BCIC-23-Z5)

Study on Intelligent EV Dynamic Charging Scheduling Algorithm Based on DQN

HUANG Yuanyan1,3, LU Xuan1,3, ZHAN Kaijie1,3, ZENG Haiyong1,2,3*   

  1. 1. Guangxi Key Laboratory of Brain-inspired Computing and Intelligent Chips (Guangxi Normal University), Guilin Guangxi 541004, China;
    2. Key Laboratory of Integrated Circuits and Microsystems in Guangxi Universities (Guangxi Normal University), Guilin Guangxi 541004, China;
    3. School of Electronics and Information Engineering/School of Integrated Circuits, Guangxi Normal University, Guilin Guangxi 541004, China
  • Received:2024-09-21 Revised:2024-11-05 Online:2025-09-05 Published:2025-08-05

摘要: 随着电动汽车的广泛应用和环保政策的推行,合理调度电动汽车的充电行为对满足用户需求、保障电网稳定性变得愈发重要。针对智能电网中电动汽车车主的差异化充电需求和传统机器学习算法存在的维数灾难问题,本文提出一种基于深度Q网络(deep Q-network, DQN)的电动汽车充电调度算法。该算法利用深度强化学习的优势,结合实时电价和车辆状态等信息,动态调整电动汽车的充放电行为,旨在最大化经济效益并优化电网负荷。实验结果表明,与非受控式充电策略相比,本文提出的算法在30 d的测试期内可降低充电成本约65.6%,能够有效适应电网实时价格波动和用户需求变化,减少高峰充电需求,有效降低充电成本,提高电网的稳定性。

关键词: 电动汽车充电调度, 深度强化学习, 能量优化管理, 车联网, 智能电网, 信息交互

Abstract: With the widespread adoption of electric vehicles (EVs) and the implementation of environmental policies, efficiently scheduling EV charging behaviors has become increasingly important for meeting user demands and can ensure grid stability. Addressing the different charging needs of EV owners in smart grids and the curse of dimensionality problem in traditional machine learning algorithms, this paper proposes an EV charging scheduling algorithm based on Deep Q-Network (DQN). This algorithm leverages the advantages of deep reinforcement learning, combining real-time electricity prices and vehicle status information to dynamically adjust EV charging and discharging behaviors, aiming to maximize economic benefits and optimize grid load. Experimental results show that compared with uncontrolled charging strategies, the proposed algorithm can reduce charging costs by approximately 65.6% over a 30-day test period. It effectively adapts to real-time grid price fluctuations and changes in user demands, reduces peak charging requirements, effectively lowers charging costs, and improves grid stability.

Key words: electric vehicle charging scheduling, deep reinforcement learning, energy optimization management, vehicle-to-grid, smart grid, information interactive

中图分类号:  U491.8;TM73

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