特约主编寄语
2023-01-16何正友,胡泽春,杨军
随着新型城镇化战略的不断推进,中国城市规模不断扩大。为满足人们的生活需求,大型/特大型城市的电网和交通网均呈现井喷式增长。在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下,城市电网将面临以电动汽车为代表的电气化交通负荷剧增的巨大挑战,使得城市电网与交通网在物理和信息层面逐渐呈现强耦合态势,两者间的交互影响也日趋显著。主要原因包括:1)新型电力系统和电气化交通系统中大量接入的新能源均表现出较强的随机性、波动性和冲击性,难以预测,给城市电网的安全稳定、运行调度带来巨大挑战;2)城市电网潮流及调控响应速度快,呈现“短时间尺度”特性,而交通流的变化则与城市文化、天气、时节等因素紧密相关,呈现“长时间尺度”特性,二者协调困难;3)两网间的多时空交互影响加剧了城市电网运行安全风险和交通瘫痪风险,交通网的拥堵/瘫痪和城市电网的扰动/故障,都可能使故障在两个网络中蔓延传播,甚至引发系统性灾变,融合网络的抗灾变能力亟须提升。
解决上述问题,仅仅依靠城市电网的建设难以适应城市电气化交通负荷急剧增加的需求;核心解决途径是城市电网和交通网从规划、建设再到运行的全周期、全方位深度融合和统筹协调,充分挖掘电气化交通负荷的灵活调控潜力,促进城市电网和交通网在规划、建设、运行等层面的深度融合,充分支撑城市电网接纳更大规模的新能源和电气化交通负荷,提升电网需求侧、储能侧等方面的灵活调节能力,推动源-网-荷-储的协同互动。基于此,《电力系统自动化》编辑部策划组织了“面向新型电力系统的城市电网与交通融合关键技术”专辑。本期专辑收录论文14 篇,涵盖电气化交通负荷预测、电网-交通网协同运行、含电气化交通负荷的城市电网弹性提升3 个方面,入选论文对交通能源融合的关键技术进行了前沿探索,也反映了国内当前城市电网与交通网融合领域的研究热点,具体内容如下:
有2 篇综述论文:针对电网与交通网耦合的设施规划和运行调控问题,清华大学胡泽春等对两网耦合的充电需求特性建模、设施协同规划、协同运行和提升电网韧性等重点研究方向进行了分析和展望;针对交通能源融合大数据平台在数据融合、分析、应用、安全方面所面临的挑战与难点,西南交通大学廖凯等针对交通能源数据融合的初步探索,给出了交通能源融合大数据平台的典型架构,并对交通能源融合大数据平台的应用前景进行了展望。
在电气化交通负荷预测方面有3 篇论文:清华大学郭庆来等提出了一种计及多重目标的未来充电设施扩展规划架构,为电动汽车充电设施规划提供了数据支持和决策依据;重庆大学张谦等基于车-路-站-网的多方信息融合,提出了基于万有引力模型的电动汽车充电负荷时空分布预测方法;四川大学向月等提出了一种基于电动汽车行驶轨迹数据的充电需求及V2G 可调控容量预测模型。
在电网-交通网协同运行方面有6 篇论文:武汉大学杨军等在考虑电动汽车用户响应特性的基础上,提出了基于价格一致性的充电站实时电能共享机制;西安交通大学邵成成等针对传统充电负荷模拟方法对交通路网和电动汽车个体建模的强依赖性,提出了一种基于数据驱动的卷积自编码器和条件对抗生成网络的电动汽车充电负荷场景生成方法;上海交通大学王晗等针对交通网-配电网联合运行场景,进行了“路-车-源-荷”多重不确定性因素影响量化分析,并提出了交通网-配电网概率联合流分析方法;北京科技大学张敏等提出了基于“车-路-网”交互的电动汽车充电负荷时空优化调度策略,对电动汽车的充电行为进行合理调控;河海大学卫志农等综合考虑电力-交通耦合系统的多主体特性以及在经济成本、碳排放量等多目标上的优化调度需求,建立了一种基于多目标优化的电力-交通系统协同运行模型;辽宁工程技术大学刘健辰等在动态无线充电背景下,深入分析拥堵-拥塞在交通-配电网之间的传播机理,并提出了主动配电网有功-无功协同优化方案。
在含电气化交通负荷的城市电网弹性提升方面有3 篇论文:华北电力大学刘文霞等针对极端灾害下交通流量的动态变化特性对配电网故障修复过程的影响,提出了配电网灾后故障修复多时间断面优化策略;西安交通大学李更丰等针对台风灾害导致的城市配电网停电事故频发问题,提出了一种基于车辆并网的城市配电网弹性提升策略;北京交通大学苏粟等针对极端灾害过后的负荷恢复问题,采取“城市道路抢修辅助重要电力负荷恢复”的措施,提出了一种电动汽车能量时空分层调度策略。
希望本专辑能为相关领域的专家学者提供交流的平台,为中国电网与交通网的协调发展提供有益的借鉴与启示。囿于版面,本次征稿中一些优秀的稿件最终未能收入本专辑,在此衷心感谢各位学者对本专辑的大力支持。最后,感谢《电力系统自动化》编辑部及有关专家在专辑策划、稿件征集、论文评阅与编辑出版过程中的辛勤工作!