特约主编寄语
2024-05-22黄学良,穆云飞,袁晓冬
随着电动汽车保有量的高速增长,预计至2030 年将超过1 亿辆,电动汽车的规模化利用已成为电能替代和绿色交通发展的必然趋势。然而,大规模电动汽车的随机充电行为将显著改变负荷时空分布特性,高同时率下的“峰上加峰”与“功率冲击”现象给城市电网的安全经济运行带来严峻挑战。从另一个侧面来看,电动汽车特有的移动储能特性又可为电网提供丰富的灵活可调度资源。若能对其加以柔性引导、有序调控和有效利用,则可以获得低成本、大容量、调节灵活性强的海量分布式储能资源,从而推动能源生产、分配和消费方式的清洁化转变,支撑电力-交通协同低碳发展。
为了推动规模化电动汽车与电网智能友好互动,亟须对电动汽车灵活储能资源进行有效挖掘、聚合和利用,研究“车-桩-人-路-网”深度耦合下的规模化电动汽车与电网互动(以下简称“车网互动”)灵活性精准建模方法,探索规模化电动汽车接入的电网-电动汽车协同优化调控模式、安全防控措施及市场机制,充分利用电动汽车的移动储能能力助力能源转型。因此,《电力系统自动化》编辑部策划组织了“规模化电动汽车与电网智能友好互动关键技术”专辑。该专辑共收录论文18 篇,涵盖了电动汽车灵活性建模、车网互动优化调控、车网互动运营管理3 个方面。入选论文不仅对规模化车网互动的关键技术进行了前沿探索,同时反映了国内当前电动汽车与电网智能友好互动领域的研究热点,具体内容如下:
有5 篇综述论文,对车网互动技术的发展需求、安全防控手段和市场政策机制等进行了整体描述。针对电网调节能力下降和新能源消纳压力增加的问题,东南大学黄学良等对车网互动领域的技术研究、政策与标准制定、基础设施及能量管理平台、信息安全以及示范应用等方面进行了系统总结,并进一步探讨了未来车网互动领域的潜在研究方向;针对电动汽车与配电网深度耦合所带来的挑战和机遇,天津大学穆云飞等对电动汽车灵活性建模、灵活域高效构建及预测、协同规划与运行优化等重点方向的研究现状进行了总结和展望;针对车网互动技术在美国加州的最新进展,清华大学李立理等对加州的车网互动政策法规、技术标准、市场机制改革等方面的最新动态与应用经验进行了归纳和总结,并为车网互动在中国的进一步发展提出了相关建议;针对电动汽车自燃事故与充电安全问题,南京邮电大学高辉等在充电安全因素对充电设备的安全预警研究方面进行了系统性归纳与总结,并对充电安全预警的后续研究工作进行了展望;针对信息-物理-社会系统视角下的电力-交通耦合网络,清华大学郭庆来等对电力-交通耦合网络的建模分析方法和协同优化策略进行了系统性总结与展望。
在电动汽车灵活性建模方面,专辑收录了3 篇论文。其中,河南大学张延宇等提出了基于动态自适应图神经网络的电动汽车充电负荷预测算法,提高了负荷较大波动和较长时序任务情况下的充电负荷预测准确性与稳定性;华北电力大学孙英云等提出了基于时序注意力机制的电动汽车灵活性概率建模方法,提升了价格型需求响应场景下电动汽车灵活性评估的可靠性与精度;合肥工业大学茆美琴等提出了面向调峰、调频和调压多场景调控的大规模电动汽车聚合可调度容量建模方法,实现了省市级规模电动汽车参与电网多场景辅助服务潜能的评估。
在车网互动优化调控方面,专辑收录了4 篇论文。其中,上海理工大学张巍等提出了电力-信息-交通网络耦合背景下电动汽车和5G 基站需求响应策略,实现了运营商通信成本与电网负荷波动的互利共赢;昆明理工大学刘志坚等提出了考虑电力-交通耦合网动态协调的电动汽车集群灵活性挖掘与优化调度策略,充分发挥了电动汽车时-空移动灵活性与充-放电储能灵活性;清华大学深圳国际研究生院许银亮等提出了基于分布鲁棒联合机会约束的电动汽车-配电网充放电调度模型,能够高效处理多重随机下电动汽车接入配电网的调度问题,直观管理系统风险、平衡系统运营成本和可靠度;西安交通大学陈晨等提出了基于车辆并网和应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法,解决配电网信息物理协同故障恢复问题,提升灾后配电网负荷恢复效率。
在车网互动运营管理方面,专辑收录了6 篇论文。其中,国网江苏省电力有限公司电力科学研究院袁晓冬等提出了车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型,有效提高了充电桩的利用率并减少了电动汽车用户充电综合时间;华南理工大学杜兆斌等提出了融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控两阶段优化策略,在实现系统协调运行和多方共赢的同时,兼顾了用户出行时间和充放电经济成本目标;北京交通大学苏粟等提出了一种动态哈夫模型与双边匹配方法相结合的电动汽车充电引导策略,有效降低了用户排队概率,可满足用户个性化充电需求并保障充电站利益;西南交通大学戴朝华等提出了考虑负荷空间均衡和充电站合作博弈的快速充电动态定价机制,有效降低了充电站节点的负荷方差,提高充电桩利用率和充电站收益,减小用户排队时间,并提升用户满意度;福州大学谢仕炜等提出了考虑用户出行成本预算的电力-交通耦合网络充电站定价策略,在充分考虑用户出行成本预算对充电定价影响的基础上,提升实际网络中充电站负荷的预测精度;东北电力大学姜涛等提出了考虑电动汽车充放电方式的输配协同能量-灵活性市场出清方法,实现了电网运行的经济性和灵活性同步提升。
我们希望本专辑能为相关领域的专家学者提供一个交流的平台,为中国规模化电动汽车与电网智能友好互动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未能收录在本专辑中,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!