Quantification de l'impact de la perte de capacité routière sur les réseaux de transport électrifiés urbains : une approche basée sur l'optimisation

La prolifération des véhicules électriques et la commercialisation des infrastructures de recharge publiques ont inspiré la tendance émergente de l'électrification des transports, ce qui crée une demande urgente de méthodologies systématiques pour analyser la performance des réseaux de transport électrifiés (ETN) tout en prenant en compte l'interdépendance entre le réseau de transport et le réseau de distribution d'électricité. Cet article introduit une formulation mathématique complète de l'ETN d'un point de vue systémique, dans laquelle la distribution permanente du flux de trafic est décrite par l'équilibre utilisateur de Wardrop, tandis que l'état de fonctionnement du réseau électrique est caractérisé par un modèle de flux de puissance sur branches linéaire. De plus, cet article examine l'impact de la dégradation de la capacité routière sur le réseau de transport, qui est quantifié par le temps total de trajet des véhicules, ainsi que sur le réseau de distribution d'électricité, qui est quantifié par le coût d'exploitation. Le premier engendre un problème de programmation non linéaire avec des contraintes de complémentarité (NPCC), qui est reformaté en un programme linéaire à entiers mixtes, permettant ainsi de trouver la solution optimale globale avec un effort computationnel modéré. Le second produit un NPCC max-min, qui est transformé en un NPCC équivalent à un seul niveau ; ainsi, un solveur non linéaire commercial est applicable pour trouver une solution locale. Un algorithme de recherche sans dérivée basé sur l'optimisation convexe est également suggéré. Des études de cas numériques sur un système test démontrent la nécessité de prendre en compte l'interdépendance intrinsèque des infrastructures de transport et d'électricité dans la conception et l'exploitation de l'ETN.