综述:交通与电力系统规划运行中电动汽车、储能及其他分布式能源的整合研究综述

【字体: 时间:2025年09月10日 来源:Journal of Energy Storage 9.8

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  这篇综述系统探讨了电力系统(PDN)与交通网络(TN)耦合系统(CPTS)的协同优化策略,聚焦电动汽车(EV)、分布式能源(DER)和移动储能系统(MESS)的整合。文章创新性地提出了多层级优化框架,涵盖韧性增强、网络流建模和市场驱动调度,特别强调V2G技术和混合储能系统(HESS)在频率调节中的应用,为碳中和目标下的基础设施协同规划提供了决策导向的合成方法。

  

2. 韧性增强策略

耦合电力交通系统(CPTS)的韧性提升依赖于多层次的减灾与恢复策略。最新研究显示,移动应急电源(MEG)与电动汽车(EV)车队的协同部署可将灾后恢复时间缩短18%。三层次优化模型结合Benders分解算法,在100节点测试系统中实现了42%的未供电量削减。值得注意的是,洪水易发区的变电站硬化策略配合水文模型,能降低23%的能源中断风险。

3. 网络流模型创新

动态交通分配模型与交流最优潮流(AC-OPF)的融合开创了新范式。基于二阶锥松弛的DistFlow模型成功解决了配电网-路网耦合约束,其中电动汽车充电站(CS)作为双重节点,同时承载交通流量和功率流。TPOSR框架针对太阳能道路的特殊场景,通过联合优化通行费与发电调度,使社会成本降低15%。

4. 规划调度优化突破

多目标随机规划在深圳案例中证实:Pareto前沿解能平衡碳排放与投资成本,使可再生能源渗透率提升至38%。区块链赋能的V2G交易平台ETcoin将交易延迟控制在300ms内,而联邦学习机制保护用户隐私的同时降低电价18%。特别值得关注的是,混沌分数阶控制器(CF-FOIDF)在频率调节中展现优越性,阻尼比提升40%。

5. 市场机制设计

双向竞价机制在虚拟电厂(VPP)应用中,通过Stackelberg博弈实现22%的利润增长。针对快充站拥堵问题,时空定价策略结合纳什议价模型,使排队时间缩短35%。英国智能充电法规引入的600秒随机延迟机制,有效将高峰负荷转移17%。

7. 未来挑战与机遇

超大规模CPTS的混合整数非线性规划(MINLP)求解仍是瓶颈,基于ADMM的分布式算法在25节点测试案例中将计算耗时从3小时压缩至18分钟。太阳能动态无线充电道路的耐久性数据缺失,需开展5年以上的实证研究。多灾害耦合情景下的移动储能系统(MESS)路径规划算法,在台风-地震复合灾害中展现出独特优势。

该领域将向三个方向突破:①数字孪生平台实现秒级交通-电力协同仿真;②降解感知的EV电池调度算法延长循环寿命;③跨运营商区块链结算系统提升V2G市场流动性。上海试点项目表明,这类创新可使系统总成本再降12-15%。

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