基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法技术

本发明专利技术的基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1：根据片区市政控制性详细规划，对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制，得到片区负荷预测；步骤2：根据各类电动汽车的数量和充电需求，得到片区电动汽车负荷预测；步骤3：搭建包含电动汽车充电负荷的片区配电网规划负荷预测模型，提出电动汽车充电管理加权费用和阶梯电价的负荷均衡引导模式。在分析电动汽车充电行为的基础上，提出考虑电动汽车的充电功率、充电时间、充电方式以及变压器可用容量等约束条件的充电管理模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及片区配电网规划领域，具体地说是一种基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法。
技术介绍
电动汽车是在致力于解决环境污染和能源危机的背景下出现的一种发展前景广阔的绿色交通工具，电动汽车不像传统意义上的汽车一样燃烧化石燃料，而是以电力为动力来源，大大降低了污染物的排放，是解决能源和环境问题的重要手段。我们国家对电动汽车及其充电设施的发展提出了很多刺激政策，鼓励电动汽车的使用和充电设施的建设。工信部《电动汽车发展战略研究报告》预测，2030年全国电动汽车保有量将达到6000万辆。随着电动汽车的推广应用，电动汽车充电设施亟需完善。因而在片区的配电网规划中考虑充电负荷实属必要。现在实行的片区配电网规划一般基于片区市政控制性详细规划(简称控规)，控规对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制。负荷预测则根据控规中包含的地块性质计算，一般包括文化设施、市政设施、办公、商业及住宅用电。显然在规划中负荷的预测并没有考虑电动汽车充电负荷。随着电动汽车的推广应用，充电负荷将会对电网产生重要影响。如何在片区配电网规划中将电动汽车充电负荷考虑其中亟待解决。而如何将电动汽车负荷合理有序的接入配电网中是我们需要探讨的问题。目前，国内外学者在电动汽车有序充电问题上做了一系列研究，然而并没将其与片区配电网规划相联系，且没有从需求侧和供应侧共同考虑充电负荷的接入。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，在分析电动汽车充电行为的基础上，提出考虑电动汽车的充电功率、充电时间、充电方式以及变压器可用容量等约束条件的充电管理模式。本专利技术采用以下技术方案：基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1：根据片区市政控制性详细规划，对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制，得到片区负荷预测；步骤2：根据各类电动汽车的数量和充电需求，得到片区电动汽车负荷预测；步骤3：搭建包含电动汽车充电负荷的片区配电网规划负荷预测模型，提出电动汽车充电管理加权费用和阶梯电价的负荷均衡引导模式。进一步的，步骤1的具体实现方式为：获取片区建设强度图；识别片区控规相关参数，进行负荷预测，进一步的，负荷预测的具体过程为：1)利用公式Wz＝A×R×m0×Kj×Kr×Ky……计算子地块的负荷，其中，Wz为子地块负荷(W)，A为子地块用地面积(m2)，R为容积率，m0为单位负荷密度(W/m2)，Kj为建成率(％)，Kr为入住率(％)，Ky为子地块内用户的用电同时率(％)；2)利用公式Wf＝(∑Wz)×Kz……计算分地块的负荷，其中，Wf为分地块负荷(W)，Kz为子地块负荷同时率(％)；3)利用公式Wp＝(∑Wf)×Kf/106……计算片区负荷，其中，Wp为片区负荷(MW)，Kf为各个分地块的用电同时率(％)；4)利用公式Sp＝Wp×Rs……计算片区所需变电容量，其中，Sp为片区所需变电容量(MVA)，Rs为容载比(MVA/MW)。进一步的，步骤2的具体实现过程为：1)计算片区电动汽车公共充电总需求WG＝GC×KGC+SC×KSC+JC×KJC+LC×KLC+CC×KCC；2)计算片区电动汽车私人充电总需求3)计算片区电动汽车总负荷WC＝WG+WS；其中，Wc为片区电动汽车总负荷(MW)；WG为片区电动汽车公共充电总需求；WS为片区电动汽车私人充电总需求；GC为公务车总需求(MW)；KGC为公务车公共需求比例(％)；SC为私家车总需求(MW)；KSC为私家车公共需求比例(％)；JC为公交车总需求(MW)；KJC为公交车公共需求比例(％)，一般取值为1；LC为物流车总需求(MW)；KLC为物流车公共需求比例(％)；CC为出租车总需求(MW)；KCC为出租车公共需求比例(％)；KGCs为公务车私人需求比例(％)；为私家车私人需求比例(％)；KJCs为公交车私人需求比例(％)，一般取值为0；为物流车私人需求比例(％)；为出租车私人需求比例(％)。进一步的，步骤3的具体过程为：1)计算分地块在时刻t时总负荷2)计算片区预测负荷WP＝Wp+WG×a1×β1+WS×a2×β2；其中，WF(t,j)为分地块在时刻t时总负荷，Wf(t,j)为分地块在时刻t时常规负荷，WP为片区预测负荷，一般取片区发展稳定后的饱和负荷值，GCi(t,j)、SCi(t,j)、JCi(t,j)、LCi(t,j)、CCi(t,j)分别为各类电动汽车在时刻t时的负荷。本专利技术的有益效果是：在分析电动汽车充电行为的基础上，提出考虑电动汽车的充电功率、充电时间、充电方式以及变压器可用容量等约束条件的充电管理模式。在该模式下，将电动汽车充电所需负荷预测与常规负荷预测相结合，并应用于配电网规划中，形成考虑电动汽车充电管理模式的片区配电网规划负荷预测结果，取得良好效果。该模式不仅适用于包含电动汽车充电负荷的片区配电网规划负荷预测，而且对包含其他多元负荷或分布式新能源的片区配电网规划负荷预测具有借鉴意义。附图说明图1是本专利技术方法流程图；图2是片区建设强度图；图3是经过本方法设置后的充电流程图。具体实施方式如图1所示，基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法包括以下步骤：步骤1：根据片区市政控制性详细规划，对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制，得到片区负荷预测；步骤2：根据各类电动汽车的数量和充电需求，得到片区电动汽车负荷预测；步骤3：搭建包含电动汽车充电负荷的片区配电网规划负荷预测模型，提出电动汽车充电管理加权费用和阶梯电价的负荷均衡引导模式。一、片区配电网规划负荷预测：片区配电网规划一般基于片区市政控制性详细规划[5](简称控规)，控规对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制。图2所示为片区建设强度图。识别片区控规相关参数，进行负荷预测，如公式(1)(2)(3)(4)所示。子地块的负荷计算见公式(1)，Wz＝A×R×m0×Kj×Kr×Ky……(1)。其中，Wz为子地块负荷(W)，A为子地块用地面积(m2)，R为容积率，m0为单位负荷密度(W/m2)，Kj为建成率(％)，Kr为入住率(％)，Ky为子地块内用户的用电同时率(％)。分地块的负荷计算见公式(2)。Wf＝(∑Wz)×Kz……(2)。其中，Wf为分地块负荷(W)，Kz为子地块负荷同时率(％)。Wp＝(∑Wf)×Kf/106……(3)，其中，Wp为片区负荷(MW)，Kf为各个分地块的用电同时率(％)。已知片区负荷Wp可得片区所需变电容量[6]Sp公式(4)所示。Sp＝Wp×Rs……(4)，其中，Sp为片区所需变电容量(MVA)，Rs为容载比(MVA/MW)。二、电动汽车负荷预测地区电动汽车充电桩基础设施负荷预测如下公式(5)(6)(7)。WG＝GC×KGC+SC×KSC+JC×KJC+LC×KLC+CC×KCC……(5)WC＝WG+WS……(7)其中，Wc为片区电动汽车总负荷(MW)；WG为片区电动汽车公共充电总需求；WS为片区电动汽车私人充电总需求；GC为公务车总需求(MW)；KGC为公务车公共需求比例(％)；SC为私家车总需求(MW)；KSC为私家车公共需求比例(％)；JC为公交本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1：根据片区市政控制性详细规划，对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制，得到片区负荷预测；步骤2：根据各类电动汽车的数量和充电需求，得到片区电动汽车负荷预测；步骤3：搭建包含电动汽车充电负荷的片区配电网规划负荷预测模型，提出电动汽车充电管理加权费用和阶梯电价的负荷均衡引导模式。

【技术特征摘要】
1.基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤1：根据片区市政控制性详细规划，对片区的土地使用性质、用地面积、容积率等基本内容进行控制，得到片区负荷预测；步骤2：根据各类电动汽车的数量和充电需求，得到片区电动汽车负荷预测；步骤3：搭建包含电动汽车充电负荷的片区配电网规划负荷预测模型，提出电动汽车充电管理加权费用和阶梯电价的负荷均衡引导模式。2.根据权利要求1所述的基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，其特征在于，步骤1的具体实现方式为：获取片区建设强度图；识别片区控规相关参数，进行负荷预测。3.根据权利要求2所述的基于电动汽车充电配置的片区配电网负荷预测方法，其特征在于，负荷预测的具体过程为：1)利用公式Wz＝A×R×m0×Kj×Kr×Ky……计算子地块的负荷，其中，Wz为子地块负荷(W)，A为子地块用地面积(m2)，R为容积率，m0为单位负荷密度(W/m2)，Kj为建成率(％)，Kr为入住率(％)，Ky为子地块内用户的用电同时率(％)；2)利用公式Wf＝(∑Wz)×Kz……计算分地块的负荷，其中，Wf为分地块负荷(W)，Kz为子地块负荷同时率(％)；3)利用公式Wp＝(∑Wf)×Kf/106……计算片区负荷，其中，Wp为片区负荷(MW)，Kf为各个分地块的用电同时率(％)；4)利用公式Sp＝Wp×Rs……计算片区所需变电容量，其中，Sp为片区所需变电容量(MVA)，Rs为容载比(MVA/MW)。4.根据权利要求1所述的基于电动汽车充电配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓洁，王博，张猛，王延安，徐彬，肖萌，赵旭东，宋向前，李静，王俊霞，张干珍，戎晓雪，杨涛，王志磊，徐大伟，王子翔，杨正东，张倩，潘韦如，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37