面向带电动车和热泵的主动配电网的热电联合优化框架
系统与控制
2026-01-30 v1 系统与控制
摘要
通过电动汽车（EV）和热泵（HP）实现的交通和采暖电气化，为主动配电网络（ADN）带来了灵活性与复杂性。这些资源提供了大量的运行灵活性，但也创建了紧密耦合的热电动力学，挑战传统的网络管理。本文提出了统一的联合优化框架，将校准好的3R2C灰箱建筑热力学模型集成到受网络约束的最优潮流（OPF）中。该框架联合优化EV、HP和光伏系统，显式强制执行热舒适、分布式能源资源（DER）限制以及完整的潮流物理。为维持计算可行性，评估了现实低压配电网上的二阶锥规划（SOCP）松弛。分析表明，尽管网络异质性违反了一些理论精确性条件，松弛在实际中仍然保持精确。对比评估了凸形DistFlow、节点注入和支路流公式，发现凸形DistFlow在高DER渗透水平下仍实现亚秒运行时长且接近最优性能。仿真确认了协调调度的有效性，变压器老化降低41%，损耗降低54%，电压违规完全消除，展示了未来智能电网中集成热电协调的价值。
引用
@article{arxiv.2601.21651,
title = {A Thermal-Electrical Co-Optimization Framework for Active Distribution Grids with Electric Vehicles and Heat Pumps},
author = {Savvas Panagi and Chrysovalantis Spanias and Petros Aristidou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.21651},
year = {2026}
}