基于电动汽车的能源互联网传输与交换模型研究

Energy Internet is the Internet with the combination of renewable energy technology. Energy production, distribution and use are changed from the traditional centralizing way into intelligent distributing way. Therefore, the centralized power grid is transformed into energy sharing network. The energy internet has become the development trend of energy, and it will lead to a profound energy revolution.. This project presents a based on electric vehicles energy internet model. It can use electric vehicles to access, transmit and distribute electricity. Meanwhile, since EVs are movable, the energy in EVs can be easily transported from one place to another place. To exploit these two features, we present an electricity energy transmission and distribution network. There are three key issues on this model, energy router (charging station) deployment, energy transmission routing, and energy allocation and scheduling. To solve the above problems, we will create some mathematical models based on graph theory including hyper graph and bipartite graph, research and design solutions in order to achieve high efficient and low loss energy transmission. We have sought to obtain innovative results in some research areas including smart grid, energy internet, renew energy access, and then provide a theoretical basis for energy internet applications in the future.

能源互联网是在能源生产、输送和利用上，从传统的集中式电网变为智能分布式能源共享网络，实现各种能源的有效利用和良好配置。 . 本课题提出一种能源互联网模型--基于电动汽车的能源输送与交换网络，主要思想是通过运行的电动汽车和储能充电站组成一种能源输送和交换网络，实现绿色能源的接入、输送与分配。. 研究三个关键问题，能源路由器(充电站）部署、能源输送路由、能源的分配与调度，具体包括：1）结合城市交通线路，建立能源路由器部署的二部图模型，设计一种贪婪推进部署算法，达到满足能源需求的最优化能源路由器部署。2)分析能源输送路由的特点，建立能源输送的超图模型，设计基于超图的多源多目标能源路由算法，达到高效率低损耗的能源输送。3）分析能源的动态需求，引入网络最小费用最大流模型，最优地进行能量规划和调度。力求在智能电网、能源互联网、绿色能源接入等方面上取得创新性研究成果，为今后能源互联网的发展应用提供理论依据。

交通运输是世界上第二大的温室气体排放源头，为了缓解全球变暖的趋势，电动汽车得到大力推广应用。本项目借鉴互联网概念，结合电动汽车（Electric Vehicle，EV）、V2G（Vehicle-to-Grid）技术和能源互联网（Energy Internet）相关理论，本文提出一种传统电网配电之外的电能输送和分配新思路-基于电动汽车的能源互联网。基于分布式的新能源发电，采用通用的以太网组网结构模型，由传递数据报文变成传递电能，以常见的电动公交及城市公交线路作为载体，通过设置充（放）电站实现电能交换。. 本项目研究了基于电动汽车能源互联网的三个关键问题，分别是能源路由器(充电站）部署、能源输送路由、能源的分配与调度问题。针对能源路由器部署问题，提出了步步推进部署算法、基于图广度优先部署算法等多种能源路由器部署算法，达到既可以覆盖整个城市又支持能源交换和输送，实现了城市中能源路由部署的优化；针对能源输送路由问题，设计了节省能源的最短路径算法、防止能源路由阻塞的边分离能源路由算法、基于无向图的最大流算法等能量路由选择算法，提高能量输送效率，减少城市中能量输送损失，防止输送路由阻塞，实现能量顺畅输送到目标节点。针对能源分配与调度问题，设计了基于双计数的定点供电算法、水流算法等，实现了能量在能源互联网中动态分配与调度问题，满足能源互联网中用户的用电需求。. 通过本项目的研究，在基于电动汽车的能源互联网的架构、能源路由器部署算法、能源输送路由、能源的分配与调度等关键技术取得研究重要进展，相关研究成果已经发表SCI论文5篇，其中包括电动汽车领域顶级期刊IEEE Transaction Vehicular Technology，发表国际会议7篇，包括电子通信领域一流国际会议ICC2017、ICC2018等，获得发明专利授权1项，为今后能源互联网的发展应用提供了理论和技术支撑。