全球能源与交通电气化转型：车网互动、船舶电力化与运输基础设施创新

《IEEE Electrification Magazine》：From Mobile Loads to Grid Assets: Large-Scale Vehicle-to-Grid Infrastructure and Deployment in Urban Power Systems: System architecture, aggregator-centric optimization, and real-world implementation in Singapore.

　　全球能源和交通系统正在经历的转型，其特征是向双向互动、分布式协调和大规模零排放基础设施转变。本期共收录八篇文章，涵盖了新兴的车网互动（V2G）和船舶电气化技术的重要方面。其余文章涉及与电动汽车（EV）相关的挑战，如八级卡车部署的能源基础设施、社区对电动汽车的适应能力，以及电气化的氢能应用。前五篇文章探讨了将电动汽车作为主动电网资产而非被动负载整合的技术与经济框架。这一转变始于"车—网—社区"概念，该概念设想将电动汽车作为移动能源资源，整合到涉及太阳能、风能和储能的混合可再生能源系统中（Oubouch等）。文中引入了一种基于区块链的对等交易平台，以实现本地能源社区内部安全、透明的能源交易，该社区优先进行本地负荷平衡，然后车辆才与更广泛的电网进行互动。将这些框架转化为新加坡等大规模城市环境的应用，需要以聚合商为中心的优化方法来管理车队作为统一的电网资源（Dong等）。成功实施依赖于集成的通信架构——例如Open Charge Protocol 2.0.1以及由硬件在环验证支持的数字孪生，用于在真实条件下测试控制策略。为了解决驾驶者行为固有的不确定性问题，如不可预测的到达时间和充电习惯，站点运营商正在采用行为感知逻辑来计算安全的V2G余量（Subramanian）。这一余量确保电网承诺永远不会违反客户的计划出发需求或目标荷电状态，从而建立驾驶者对系统的信任。印度孟买的现场示范进一步证实了住宅车辆到家庭+车辆到电网系统的技术经济可行性（Singh和Rather）。这些系统结合双向电动汽车与屋顶太阳能光伏和电池储能，表明净计量和工作场所充电是高度可行的方案，能在减少电网峰值压力的同时最大化用户的财务回报。为提升用户便利性和采用率，文中介绍了面向万物互充的双向无线电力传输技术研究进展（Madawala等）。新兴的电路拓扑和谐振网络，如推挽并联谐振变换器，能够实现峰值效率达96.5%的无接触电力传输，为导电充电系统提供了可靠的替代方案。本期其余文章展示了海运和重型运输的专门基础设施需求以及能源采集和应急韧性。电力趸船概念提供了一种移动微电网解决方案，通过利用锂离子电池、全钒液流电池和氢燃料电池的混合配置，消除锚泊或离岸船舶的海运排放（Sudkamp等）。这些浮动能源枢纽将岸电延伸至固定基础设施不可用的港口区域。八级零排放卡车的部署揭示出，电网并网时长现已成为规模化建设兆瓦级场站的主要瓶颈（Kailas等）。这些大规模部署需要受控的充电策略以在可用电网容量内维持场站运营，并避免保护设备跳闸。创新能源采集也在探索中，通过安装在公路中央分隔带的垂直轴风力涡轮机来实现（Farber和Le）。实验结果表明，这些涡轮机可以采集车辆行驶产生的气流人工风，使转速提高最多64%，为道路照明和本地基础设施供电。de Castro等人的文章中，讨论了提升基于电动汽车的疏散应急准备的需求和策略以确保系统韧性（de Castro等）。策略包括战略性地预先部署移动充电资产，以及开发"对电动汽车友好"的路线规划，以防止自然灾害期间固定充电站出现拥堵。这种韧性还得到氢与电协同效应的支持，其中氢燃料电池电动汽车可为零售和第一响应者设施提供长达两周的应急备用电源（Lewis等）。海运部门的电气化依赖于岸到船充电方案，利用必须遵循国际标准（如国际电工委员会IEC 80005和IEC 63750）以确保互操作性的传导式和感应式系统（Salvemini等）。当前分析表明，在特定推进架构中，直流和感应充电具有略高的效率优势，前提是峰值需求通过岸上储能进行管理。最后，港口电气化正向动态能源感知阶段迈进，利用自动识别系统（AIS）数据和数字孪生来协调靠泊、货物装卸和充电事件的时间（Sadiq等）。通过将船舶动态转化为运营智能，港口可以预判需求激增并优化本地可再生能源发电，将港口管理从单纯的硬件部署问题转变为协调问题。最后两篇专栏文章分别来自交通运输电气化理事会（TEC）教育活动副总裁Eric Cheng和TEC技术活动副总裁郑泽东。Cheng的文章介绍了TEC赞助的学生设计竞赛概况，该竞赛于2016年启动（Cheng）。六届竞赛基于"项目式竞赛能激发学生的好奇心和创新能力"的理念举办。该计划面向本科和研究生学生，采用灵活的团队结构，可容纳学生、指导教师或合作团队。文章突出了几项获奖设计项目，展示了学生的创造力和创新精神。Zheng的文章简要概述了TEC内部技术委员会（TCs）的结构、流程和运作（Zheng）。文中描述了技术委员会的设立动机、标准化治理规则、现有技术委员会的运营状况，以及TEC技术委员会的长期规划。文章呼吁更多IEEE会员和志愿者参与TEC技术委员会，并参与跨学科合作。希望您能真正享受阅读本期的所有文章。我欢迎您提出意见和建议，以帮助我们进一步改进杂志。**附录：相关文章**- N. Oubouch, A. Makhoukh, and A. Redouane, "Vehicle-to-grid-to-community-driven energy communities: Integrating electric mobility, hybrid renewable systems, and blockchain-based peer-to-peer energy trading," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 6–13, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3705352.- J. Dong et al., "From mobile loads to grid assets: Large-scale vehicle-to-grid infrastructure and deployment in urban power systems—System architecture, aggregator-centric optimization, and real-world implementation in Singapore," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 14–25, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3710653.- A. Subramanian, "Behavior driven vehicle to grid scaling at fleet level: From driver uncertainty to trustworthy aggregated V2G capacity," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 26–31, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3704331.- S. V. P. Singh and Z. H. Rather, "When electric vehicles power homes and support the grid simultaneously: Insights from a field demonstration in India—Techno-economic viability and field demonstration of a rooftop PV-powered V2H2G (V2H+V2G) system in a residential house," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 32–41, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3714334.- L. Zhao, K. Fang, and U. K. Madawala, "Bidirectional wireless power transfer: Technology for anything-to-anything applications," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 42–64, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3713433.- M. Sudkamp, M. Zadeh, and J. A. W. Suul, "Power barge microgrids as flexible harbor energy hubs: Pathway to more sustainable ports," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 65–75, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3679632.- A. Kailas, G. Wu, K. Boriboonsomsin, and M. Barth, "Early commercial-scale deployment of class 8 zero-emission trucks: Energy infrastructure and operational insights," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 76–83, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3689507.- B. A. Farber and T. V. Le, "Harnessing kinetic energy from vehicles for sustainable power: Potential and implementation challenges," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 84–89, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3691283.- R. de Castro et al., "Improving readiness of communities for evacuations with electric vehicles: Key challenges," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 90–101, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3707089.- M. Lewis, A. Mabrey, T. Pyrzynski, and R. Hebner, "Electrification and hydrogen: Making the possible practical," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 102–107, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3708073.- G. Salvemini, M. Zadeh, and J. A. W. Suul, "Electric charging for marine vehicles: From shore and offshore energy to propulsion," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 108–120, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3702947.- M. Sadiq, J. Licari, M. Apap, J. M. Guerrero, and A. Micallef, "When port electrification meets real operations: Microgrids, digital twins, and automatic identification system-driven energy awareness," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 121–128, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3698024.- E. Cheng, "IEEE Transportation Electrification Council student design competition: Empowering the next generation," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 131–136, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3715980.- Z. Zheng, "Technical committees of the IEEE Transportation Electrification Council: Governance, current status, and future roadmap," *IEEE Electrification Magazine*, vol. 14, no. 3, pp. 129–130, Sep. 2026, doi: 10.1109/MELE.2026.3715981.