考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法技术

技术编号:37085582 阅读:15 留言:0更新日期:2023-03-29 20:00
本发明专利技术公开了一种考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法,包括:1建立公交汽车、出租车、私家车的充电场景生成策略;2建立配电网日前优化控制模型,确定变压器和电容器控制策略;3设定电动汽车保有量,在每个场景下执行配电网潮流计算;4针对发生电压违反约束的场景,确定校正控制;5计算评估配电网电动汽车接纳能力的综合指标。本发明专利技术从多元用户充电行为出发,基于电动汽车充电场景计算电压合格率和变压器负载率,基于发生电压违反的场景计算配电网校正控制,能解决配电网电动汽车接纳能力评估没有考虑配电网校正控制的问题,实现综合考虑电压合格率、变压器负载率和校正控制的配电网电动汽车接纳能力评估。和校正控制的配电网电动汽车接纳能力评估。

【技术实现步骤摘要】
考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统配电网规划领域,具体涉及一种考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法。

技术介绍

[0002]我国新能源汽车持续高增长态势,2022年前10月,新能源汽车产销分别完成548.5万辆和528.0万辆,同比均增长1.1倍。电动汽车的快速充电需要瞬时、强大的动力,常规电网无法满足,因此需要建设专用的充电网络。由于充电负荷随机性较强,电动汽车、换电站等充放电负荷大规模接入配电网,影响配电网安全稳定、高效运行。
[0003]现有配电网电动汽车接纳能力综合评估方法,重点分析电动汽车接入配电网的安全运行概率特性,没有考虑配电网在电动汽车充电的极端情况下的校正控制,没有充分挖掘配电网电动汽车接纳能力。此外,现有评估方法研究没有综合考虑配电网安全性、运行效率和故障调节能力,使得配电网电动汽车接纳能力评估的系统性和有效性不足。上述现有评估方法的不足,导致配电网电动汽车接纳能力综合评估结果的实际效能不高,降低配电网电动汽车接纳能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服上述现有技术中存在的不足之处,提出一种考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法,以期能实现综合考虑电压合格率、变压器负载率和校正控制的配电网电动汽车接纳能力评估,缓解电动汽车高渗透率地区的限桩、限充情况,保障配电网安全运行和电能质量,从而助力新型电力系统和交通领域“双碳”目标实现。
[0005]为了达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案为:
[0006]本专利技术一种考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法的特点是按如下步骤进行:
[0007]步骤一、公交汽车、出租车、私家车的充电场景生成:
[0008]步骤1.1、采用正态分布描述私家车起始充电时间:
[0009]设置私家车的两个起始充电时间区间分别为[T
1SJ
,T
2SJ
]和[T
3SJ
,T
4SJ
],且有T
1SJ
<T
2SJ
<T
3SJ
<T
4SJ
;其中,T
1SJ
表示私家车第一起始充电时间区间的起点,T
2SJ
表示私家车第一起始充电时间区间的终点,T
3SJ
表示私家车第二起始充电时间区间的起点,T
4SJ
表示私家车第二起始充电时间区间的终点;
[0010]令私家车在第一起始充电时间区间[T
1SJ
,T
2SJ
]内开始充电的概率服从正态分布并利用式(1)得到私家车在第一起始充电时间[T
1SJ
,T
2SJ
]内时刻t
1SJ
开始充电的概率密度函数
[0011][0012]式(1)中,表示正态分布N
SJ,1
的均值,表示正态分布N
SJ,1
的方差,而且
[0013]令私家车在第一起始充电时间区间[T
1SJ
,T
2SJ
]内的起始SOC状态服从正态分布并利用式(2)得到私家车在第一起始充电时间区间[T
1SJ
,T
2SJ
]内时刻的起始SOC状态的概率密度函数
[0014][0015]式(2)中,表示正态分布N
SJ,SOC,1
的均值,表示正态分布N
SJ,SOC,1
的方差;
[0016]令私家车在第二起始充电时间区间[T
3SJ
,T
4SJ
]内开始充电的概率服从贝塔分布并利用式(3)得到私家车在第二起始充电时间区间[T
3SJ
,T
4SJ
]内时刻开始充电的概率密度函数
[0017][0018]式(3)中,Γ(
·
)表示Gamma函数,和是贝塔分布B
SJ,2
的两个参数,而且
[0019]令私家车在第二起始充电时间区间[T
3SJ
,T
4SJ
]内的起始SOC状态服从正态分布并利用式(4)私家车在第二起始充电时间区间[T
3SJ
,T
4SJ
]内时刻的起始SOC状态的概率密度函数
[0020][0021]式(4)中,表示正态分布N
SJ,SOC,2
的均值,表示表示正态分布N
SJ,SOC,2
的方差;
[0022]步骤1.2、采用贝塔分布、均匀分布描述不同时段的公交车起始充电时间:
[0023]设置两个公交车的起始充电时间区间为[T
1GJ
,T
2GJ
]和[T
3GJ
,T
4GJ
],且有其中,T
1GJ
表示公交车第一起始充电时间区间的起点,T
2GJ
表示公交车第一起始充电时间区间的终点,T
3GJ
表示公交车第二起始充电时间区间的起点,T
4GJ
表示公交车第二起始充电时间区间的终点;
[0024]令公交车在第一起始充电时间区间[T
1GJ
,T
2GJ
]内开始充电的概率服从均匀分布并利用式(5)得到公交车在第一起始充电时间[T
1GJ
,T
2GJ
]内时刻t
1GJ
开始充电的概率密度函数
[0025][0026]式(5)中,T
1GJ
和T
2GJ
是均匀分布U
GJ,1
的参数,且有
[0027]令公交车在第一起始充电时间区间[T
1GJ
,T
2GJ
]内起始SOC状态服从正态分布并利用式(6)得到公交车在第一起始充电时间[T
1GJ
,T
2GJ
]内时刻的起始SOC状态的概率密度函数
[0028][0029]式(6)中,μ
1GJ,SOC
表示正态分布N
GJ,SOC,1
的均值,σ
1GJ,SOC
表示表示正态分布N
GJ,SOC,1
的方差;令公交车在第二起始充电时间区间[T
3GJ
,T
4GJ
]内开始充电的概率服从贝塔分布并利用式(7)得到公交车在第二起始充电时间[T
3GJ
,T
4GJ
]内时刻开始充电的概率密度函数
[0030][0031]式(7)中,和是贝塔分布B
GJ,2
的两个参数,且
[0032]令公交车在第二起始充电时间区间[T
3GJ
,T
4GJ
]内的起始SO本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑多元用户行为的配电网电动汽车接纳能力综合评估方法,其特征是按如下步骤进行:步骤一、公交汽车、出租车、私家车的充电场景生成:步骤1.1、采用正态分布描述私家车起始充电时间:设置私家车的两个起始充电时间区间分别为和且有其中,T
1SJ
表示私家车第一起始充电时间区间的起点,表示私家车第一起始充电时间区间的终点,表示私家车第二起始充电时间区间的起点,表示私家车第二起始充电时间区间的终点;令私家车在第一起始充电时间区间内开始充电的概率服从正态分布并利用式(1)得到私家车在第一起始充电时间内时刻开始充电的概率密度函数开始充电的概率密度函数式(1)中,表示正态分布N
SJ,1
的均值,表示正态分布N
SJ,1
的方差,而且令私家车在第一起始充电时间区间内的起始SOC状态服从正态分布并利用式(2)得到私家车在第一起始充电时间区间内时刻的起始SOC状态的概率密度函数的起始SOC状态的概率密度函数式(2)中,表示正态分布N
SJ,SOC,1
的均值,表示正态分布N
SJ,SOC,1
的方差;令私家车在第二起始充电时间区间内开始充电的概率服从贝塔分布并利用式(3)得到私家车在第二起始充电时间区间内时刻开始充电的概率密度函数函数式(3)中,Γ(
·
)表示Gamma函数,和是贝塔分布B
SJ,2
的两个参数,而且令私家车在第二起始充电时间区间内的起始SOC状态服从正态分布并利用式(4)私家车在第二起始充电时间区间内时刻的起始SOC状态的概率密度函数的起始SOC状态的概率密度函数
式(4)中,表示正态分布N
SJ,SOC,2
的均值,表示表示正态分布N
SJ,SOC,2
的方差;步骤1.2、采用贝塔分布、均匀分布描述不同时段的公交车起始充电时间:设置两个公交车的起始充电时间区间为和且有其中,T
1GJ
表示公交车第一起始充电时间区间的起点,表示公交车第一起始充电时间区间的终点,T
3GJ
表示公交车第二起始充电时间区间的起点,表示公交车第二起始充电时间区间的终点;令公交车在第一起始充电时间区间内开始充电的概率服从均匀分布并利用式(5)得到公交车在第一起始充电时间内时刻开始充电的概率密度函数数式(5)中,T
1GJ
和是均匀分布U
GJ,1
的参数,且有令公交车在第一起始充电时间区间内起始SOC状态服从正态分布并利用式(6)得到公交车在第一起始充电时间内时刻的起始SOC状态的概率密度函数的起始SOC状态的概率密度函数式(6)中,表示正态分布N
GJ,SOC,1
的均值,表示表示正态分布N
GJ,SOC,1
的方差;令公交车在第二起始充电时间区间内开始充电的概率服从贝塔分布并利用式(7)得到公交车在第二起始充电时间内时刻开始充电的概率密度函数数式(7)中,和是贝塔分布B
GJ,2
的两个参数,且令公交车在第二起始充电时间区间内的起始SOC状态服从正态分布并利用式(8)得到公交车在第二起始充电时间内时刻的起始SOC状态的概率密度函数的起始SOC状态的概率密度函数
式(8)中,表示正态分布N
GJ,SOC,2
的均值,表示表示正态分布N
GJ,SOC,2
的方差;步骤1.3、采用正态分布描述出租车起始充电时间:设置两个出租车起始充电时间区间为和且有其中,T
1CZ
表示出租车第一起始充电时间区间的起点,表示出租车第一起始充电时间区间的终点,T
3CZ
表示出租车第二起始充电时间区间的起点,表示出租车第二起始充电时间区间的终点;令出租车在第一起始充电时间区间内开始充电的概率服从正态分布并利用式(5)得到出租车在第一起始充电时间内时刻开始充电的概率密度函数率密度函数式(9)中,表示正态分布N
CZ,1
的均值,表示正态分布N
CZ,1
的方差,且有令出租车在第一起始充电时间区间内起始SOC状态服从正态分布并利用式(6)得到出租车在第一起始充电时间内时刻的起始SOC状态的概率密度函数度函数式(10)中,表示正态分布N
CZ,SOC,1
的均值,表示正态分布N
CZ,SOC,1
的方差;令出租车在第二起始充电时间区间内开始充电的概率服从正态分布并利用式(11)得到出租车在第二起始充电时间内时刻开始充电的概率密度函数数式(11)中,表示正态分布N
CZ,2
的均值,表示正态分布N
CZ,2
的方差,且有令出租车在第二起始充电时间区间内起始SOC状态服从正态分布并利用式(12)得到出租车在第二起始充电时间内时刻的起始SOC状态的概率密度函数的起始SOC状态的概率密度函数式(12)中,表示正态分布N
CZ,SOC,2
的均值,表示正态分布N
CZ,SOC,2
的方差;步骤1.4、指定各类电动车保有量及起始充电时段,生成N
c
个电动汽车充电场景:
假设辆私家车的起始充电时段在辆私家车的起始充电时段在辆私家车的起始充电时段在辆私家车的起始充电时段在辆出租车的起始充电时段在辆出租车的起始充电时段在辆出租车的起始充电时段在辆出租车的起始充电时段在辆公交车的起始充电时段在辆公交车的起始充电时段在辆公交车的起始充电时段在根据步骤1.1

步骤1.3中的概率密度函数,随机采样生成Nc个电动汽车充电场景;且每个场景包含所有私家车、公交车、出租车的起始充电时间、起始SOC状态;基于电动汽车充电场景,得到每个场景下的所有负荷,其中,第m个场景下第i
N
总线在时间t的负荷有功分量记为第m个场景下第i
N
总线在时间t的负荷无功分量记为步骤二、建立配电网日前优化控制模型,确定变压器和电容器控制策略:步骤2.1、基于典型负荷,利用式(13)建立配电网日前优化控制模型的目标函数F:式(13)中,λ
LTC
是变压器调节的代价系数、λ
CB
是电容器调节的代价系数、λ
L
是网络损耗的代价系数;Φ
LTC
是所有变压器的集合,Φ
CB
是所有电容器的集合,Φ
L
是所有线路的集合;是第i
LTC
变压器在时间t的档位,是第i
LTC
变压器在时间t+1的档位,是第i
CB
电容器在时间t的档位,是第i
CB
电容器在时间t+1的档位,是第i
L
支路在时间t的电流幅值的平方,是第i
L
支路上的电阻,t
Sta
是配电网日前优化控制的起始时间,t
End
是配电网日前优化控制的终止时间;步骤2.2、利用式(14)

式(17)设置配电网日前优化控制模型的潮流约束:式(17)设置配电网日前优化控制模型的潮流约束:式(17)设置配电网日前优化控制模型的潮流约束:r
i
l
i,t
=(P
i,t
)2+(Q
i,t
)2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)式(14)中,是第i
L
支路在时间t的有功功率,是第j
L
支路在时间t的有功功率,B(i
L
)是第i
L
支路的下游支路集合,j
L
∈B(i
L
)表示第j
L
支路是第i
L
支路的下游支路,是第i
N
总线上典型负荷在时间t的有功功率;式(15)中,是第i
L
支路在时间t的无功功率,是第j
L
支路在时间t的无功功率,是第i
N
总线上典型负荷在时间t的无功功率,是第i
N
总线在时间t接入的电容,是第i
N
总线在时间t的电压幅值的平方,是第i
L
支路上的电抗;式(16)中,F(i
N
)是第i
N
总线的上游总线,是第i
N
总线的上游总线在时间t的电压幅值...

【专利技术属性】
技术研发人员:王小明曾希吴红斌徐斌赵文广郑元杰仇茹嘉倪静怡计长安李亚东宋凌蔺
申请(专利权)人:国网安徽省电力有限公司电力科学研究院国网安徽省电力有限公司
类型:发明
国别省市:

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