[发明专利]电动汽车充放储一体站并网的多级电压控制分区方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统安全分析与运行控制技术领域，尤其是涉及一种电动汽车充放储一体站并网的电压控制分区方法。

背景技术

随着电动汽车的大规模普及，作为电动汽车重要能源供给设施的充放储一体站并网已成为发展趋势。一体站并网带来的一系列电压问题，已经成为研究热点。在传统电网中，合理的电压控制分区是二级电压控制的基础，对区域电网的无功电压调节、状态估计等方面有重要价值。

电压控制分区问题属于NP难题，分区方法主要关注满意解的求取，常用的方法如聚类分析和智能算法等。其中聚类分析因物理意义直观明确得到了广泛研究，电气距离的定义和最优分区的筛选是聚类分析的关键。随着电网系统规模增大，电压控制分区易产生高维聚类问题，导致分区方案不准确甚至错误。然而分布式电源以及电动汽车的接入，对电网的电压控制分区带来了新的挑战。一体站因其兼具无功源特性与负荷特性，导致分区中电气距离的定义发生变化，在节点属性划分时应加以重新考虑。同时一体站的充、放、储电三种特性行为，在电压控制分区中的有效处理也亟待解决。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动汽车充放储一体站并网的多级电压控制分区方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车充放储一体站并网的多级电压控制分区方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立电动汽车充放储一体站模型；

2)从无功源的角度定义无功源控制的电气距离；

3)建立评价电压控制分区质量的加权CS多目标模块度指标；

4)进行多级阶梯电压控制分区；

5)对电动汽车充放储一体站不同功能行为进行多场景优化。

所述的步骤4)还包括以下子步骤：

41)降维聚类；

42)分裂凝聚；

43)还原调整。

利用数据降维的思想处理高维聚类问题；考虑系统中存在电气联系特别紧密的小规模节点簇，每一簇节点的电压特性可由中枢节点的信息表征，并略去其余节点的信息，电压控制向量维度大幅降低，提高聚类准确性和计算效率，并基于三级阶梯分区步骤得到最优分区。

所述的步骤41)中还包括以下子步骤：

411)根据初始系统信息计算无功源电压控制向量；

412)计算节点电器距离形成聚类数；

413)令初始聚类半径R＝R₀；

414)计算聚类半径R对应的聚合节点集：

415)将聚合节点集的连通子集作为节簇；

416)判断化简程度是否满足设定，若满足则进行步骤417)，若不满足，则在R值上增加设定数后返回步骤414)；

417)根据节点簇信息简化电网拓扑；

418)根据节点簇信息对电压控制向量降维；

419)输出简化后的系统信息。

所述的步骤42)中还包括以下子步骤：

421)根据简化系统信息将无功源独立成区；

422)按连通层次顺序分配受控节点，形成初始分区；

423)判断是否存在模块度增大的相连分区，若是，则进行步骤424)，若否则进行步骤425)；

424)归并其中电器距离最近的分区，并执行步骤425)；

425)归并所有相连电气分区中电器距离最近者，并执行步骤426)；

426)判断分区数是否为1，若是，则进行步骤427)，若否则返回步骤423)；

427)多目标模块度指标筛选最有分区；

428)输出简化后系统分区。

所述的步骤43)中还包括以下子步骤：

431)根据简化后的系统分区将节点簇中的节点分区号与简化后的节点一致；

432)得到还原后的原系统分区方案；

433)选取分区间的边界受控节点为待调整节点；

434)判断影响区内是否连通，若是，则返回步骤433)，若否，则进行步骤435)；

435)按模块度最优原则调整边界受控节点分区；

436)输出原系统最终分区方案。

所述的建立电动汽车充放储一体站模型具体为：

一体站模型在功能上兼具充电站、储能站以及分布式电源；

同时一体站模型在结构上包括：主控系统以及均有主控系统统一调度的能量转换系统、充放储电池更换系统、阶梯电池储能系统。

所述的从无功源的角度定义无功源控制的电气距离具体为：