天津大学研究团队：考虑用户出行需求和信息系统可靠性的电动汽车响应能力评估 | Engineering

许多国家已将电动汽车（EV）列入促进能源转型的国家发展战略。过去10年，电动汽车的部署一直在迅速增长，2018年全球电动汽车的存量超过500万辆。在新政策情景下，2030年全球电动汽车存量将超过1.3亿辆。随着电动汽车渗透率的提高，需合理调度电动汽车充电以避免造成配电网的负荷峰谷差和损耗的增加、线路过载和电压越限。此外，电动汽车每天有90%的时间处于不行驶状态，且其电池具有快速响应系统需求的能力；因此，电动汽车放电还可作为需求响应的重要组成部分以促进电力系统的优化和安全运行。对电动汽车需求响应策略的研究大多以电动汽车充放电功率为控制变量来建立相关控制模型，并根据平滑可再生能源发电的不确定性和负荷波动、降低成本或功率损耗、提供辅助服务等具体目标进行优化。而作为制定电动汽车需求响应策略的基础环节，电动汽车响应能力的评估具有重要意义。

天津大学刘艳丽研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年8月刊发表了题目为《考虑用户出行需求和信息系统可靠性的电动汽车响应能力评估》的研究性文章，提出了一种电动汽车响应能力评估方法，该方法考虑了电动汽车用户的出行需求和集成在电网和交通网中的信息系统的可靠性。文章提出了新的信息-电力-交通耦合系统架构和信息系统可靠性模型。此外，文章还提出了考虑交通诱导信息生成和发布可靠性的电动汽车入网状态计算方法。最后，文章基于所提出的反映用户出行需求的电动汽车充电需求松弛度指标，实现了对电动汽车响应能力的评估。文章在由RBTS BUS6和北京交通网络构建的信息-电力-交通系统上进行的大量测试验证了所提方法的有效性，分析了信息可靠性对电动汽车出行和响应能力的影响。

文章表明，当交通诱导信息完全可靠时，电动汽车用户可以准确识别交通网络状态并选择耗时最短的路线，但其里程和电量消耗可能会增加。相反，不可靠的交通诱导信息生成或发布将导致日均出行时间的显著增加及到达工作区和返回居住区时间的延迟。此外，文章指出，不可靠的交通诱导信息生成和发布对应的时间概率分布比较接近，均明显落后于交通诱导信息完全可靠的概率分布。在交通诱导信息发布不可靠情况下，用户依据在交通网络中的感知阻抗选择路线，从而可能选择里程最短而非时间最短的路线，使得用户的出行时间变长，而与行驶里程相关的日均里程、日均耗电量、快速充电比例、平均快充电量等参数则变小。

值得注意的是，文章所提出的方法不仅更准确有效地评估了电动汽车的响应能力，还可为信息-电力-交通系统的联合规划和优化运行提供支撑。此外， 文章也存在一定的局限性 ，文章仅从交通诱导信息方面考虑了交通信息系统的影响。而在未来工作中应进一步考虑交通信息系统在交通系统调度中的作用。并且，动态热定值（DTR）系统在升级电网方面拥有强大的潜力。鉴于DTR中有许多传感器和聚集器，其间的广泛通信也是不容忽视的。因此，为了处理插电式电动汽车可能造成的线路过载问题，在未来工作中还将考虑DTR信息系统的可靠性。同时，鉴于网络攻击风险越来越大，可能导致传输中断、传输延迟、信息篡改及其他信息系统故障，网络攻击对信息物理配电网络（CPDN ） 中电动汽车响应能力的影响也不容忽视。文章已经对前两种影响进行了讨论，在下一步工作中也将对信息篡改进行研究。

以上内容来自：Yanli Liu, Ke Liu, Xu Sun. EV Response Capability Assessment Considering User Travel Demand and Cyber System Reliability [J]. Engineering, 2022, 15(8): 186-196.