[发明专利]分布式电源和电动汽车大规模接入的配电网无功电压优化方法

说明书

本发明公开了分布式电源和电动汽车大规模接入的配电网无功电压优化方法，包括如下步骤：S1：建立满足线损之和最小、节点电压总偏移量最小、V2G参与无功电压优化利用率最大的多目标数学模型；S2：采用充放电计划对负荷电压进行削峰填谷处理；S3：建立基于电气距离法的配电网分区模型；S4：采用分两步的方式对无功电压进行优化；S5：从集中控制和分散控制两方面相互配合的方式对分布式电源和电动汽车大规模接入配电网的无功电压进行优化控制。

技术领域

本发明涉及配电网无功优化技术领域，尤其涉及分布式电源和电动汽车大规模接入的配电网无功电压优化方法。

背景技术

配电网中分布式电源渗透率的提高将不可避免的对电压造成影响，配网中的潮流方向将由单向改为双向，电网结构和运行方式将因为DG并网发生本质的变化，传统的一些无功电压优化策略将受到限制或根本无法满足当前需要，而且DG主要以可再生能源，即风电、光伏为主，风电、光伏出力的间歇性和不确定性会使电压波动较大，给电压控制带来新的挑战，需求侧响应在功率平衡中发挥着很重要的作用，将其纳入电压无功优化的问题中，可以有效改善由DG不确定性引起的潮流分布的不合理情况。不少最新研究开始关注负荷跟踪发电模式，通过负荷侧资源主动响应参与电网互动，为DG并网提供更大的容量空间。电动汽车是需求侧响应范畴内的重要负荷，其作为分布式储能单元，若能结合车联网技术(vehicle-to-grid,V2G)合理安排充放电计划，便可实现与电网双向互动达到“削峰填谷”的作用。

电动汽车是有电力来代替传统的石油对汽车进行驱动，能够缓解能源紧张的趋势，并减少温室气体的排放，正得到迅速发展。而大规模电动汽车充放电势必会对配电网的结构、运行产生巨大的影响。因此，了解并准备预测电动汽车充放电对电网的影响对智能配电网的建设具有重要的意义。目前有些学者已经开展了一些电动汽车对电网影响方面的研究，主要包括以下内容：(1)评估现有发电容量是否能满足日益增长的电动汽车负荷需求；(2)电动汽车接入网络研究，研究电动汽车向电网提供辅助服务的价值，包括调频、旋转备用等；(3)研究日益增加的电动汽车对中、低压电网的影响。

分布式电源的广泛接入和负荷管理在配电网中的实施对配电网的运行必将产生巨大的影响。传统的配电网是一种单向的，被动接受上层电网指令的受端网络，自身不包含电源，但是当分布式电源接入后则变成了有源网络，在进一步考虑负荷管理后，配电网将会变得更加复杂，此时的配电网无论是在运行模式、管理方式还是控制方式上都与传统配电网截然不同。目前国家正在建设坚强电网，加快城乡配电网智能化建设和改造，大为推广配电自动化技术，配电水平得到了较大程度的改善，但由于负荷需求的急剧增长、分布式电源的广泛接入、负荷管理的薄弱，导致配电网的电压时刻处于非正常范围内，如何解决分布式电源和电动汽车大规模接入配电网的无功优化是当前的研究方向。

经过研究发现大规模的分布式电源跟电动汽车接入配电网会对配电网的电压造成一定的影响，通过电动汽车对配电网双向进行智能充放电，在大规模分布式电源接入配电网的基础上配合柔性设备达到配电网的电压运行在规定的范围之内。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了分布式电源和电动汽车大规模接入的配电网无功电压优化方法，具体实施方案是：包括以下步骤：

S1：建立线损之和最小、节点电压总偏移量最小、V2G与无功电压优化利用率最大的多目标数学模型。

S2：采用智能充放电方法合理安排充放电计划，在车主和电网安排充放电计划之间引入奖惩机制，实现无功电压优化的同时达到绿化环境的效果。

S3：建立基于电气距离法的配电网分区模型，为了保证分区之后的区域之间能够相互联系，通过相邻区域之间存在耦合支路变量的关系来解决分区之后存在的问题。

S4：对上述步骤进行抽象处理之后考虑到分布式电源出力的间歇性，在分区的基础上采用分两步的方式进行无功电压进行优化。