中国公路学报

作者：吴浩, 王飚, 牛明博, 胡力群, 蒋玮, 刘状壮

单位：1. 长安大学 陕西省\"交通-能源-信息\"多网融合与自洽技术学科创新引智基地, 陕西 西安 710064;2. 长安大学 电子与控制工程学院, 陕西 西安 710064;3. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["National Key R & D Program Project (2021YFB1600200); Innovation Creative Centre Project of Shaanxi Province Under Grant (S2022-ZC-GXYZ-0015); Fundamental Research Funds for the Central Universities, CHD, China (300102384901); Provincial High Level Thousand-talent Project, Shaanxi, China (300201000156)

关键词：交通工程,移动储能调度,改进鲸鱼算法,双层优化调度模型,混合供能模式

基金：国家重点研发计划项目(2021YFB1600200)；陕西省“交通-能源-信息”学科创新引智基地项目(S2022-ZC-GXYZ-0015)； 中央高校基本科研专题“绿色智慧公路”项目(300102384901)；千人计划特支项目(300201000156)

随着能源转型及电动汽车渗透率的不断提升，高速公路能源供给出现失衡现象，建立新型电能供给模式对于交通工程中的高速公路用能安全具有重要意义。针对现阶段路域充电节点不足的问题，提出在服务区之间增设充电区，构建基于并网结构的“固定+移动”双区域混合供能模式，并将用能设施划分为基础设施和车辆客户负载，分别配置2套储能系统(Energy Storage System, ESS)。在充电区内，引入移动储能系统(Mobile Energy Storage Systems, MESS)对车辆需求负载进行灵活补能，并与固定充电桩协同运行，基于服务区互通的网络结构设计移动储能调度路由规则。为提升调度的智能化与响应效率，综合考虑距离与剩余电能因素，提出MESS调度选择算法。进一步地，构建面向经济效益最大化的双层优化调度模型：上层基于调度算法对MESS进行任务分配，满足用户需求；下层则在保障基础负载和固定充电桩供能的前提下，依据储能系统状态与分时电价策略，实现与主电网的动态能量交易。针对鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)存在收敛精度低、易陷入局部最优的问题，融合粒子群算法机制对WOA进行改进，保留其螺旋搜索和包围策略，同时引入粒子个体经验与最优粒子引导能力，从而增强全局搜索性能。最终，采用改进鲸鱼算法对双层优化模型进行求解。数值仿真表明：与传统遗传算法和粒子群算法相比，性能分别提升2.08%与1.24%，并网结构下运营商收益可达672万元，该双层MESS调度结构及算法具有较好的实用价值。

来源：2025年第11期

《中国公路学报》期刊编辑部

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