[发明专利]配电系统接纳电动汽车能力的多元优化评估方法及系统

权利要求书

1.配电系统接纳电动汽车能力的多元优化评估方法，其特征在于，包括：

输入电力系统的网架信息；

设置充电场景及电动汽车规模；

构建配电系统运行模型并考虑缺供电量裕度与N-1约束，同时计及不同种类负荷的需求侧响应对配电系统接纳电动汽车能力的影响；

进行配电系统潮流分析，并判断各约束的越限情况；

通过上述配电系统运行模型的计算得到多元优化评估结果，并与已有的电动汽车充电需求进行对比，分析并提出配电系统规划意见；

所述的配电系统运行模型，考虑配电系统接纳电动汽车能力最大为优化目标，优化目标函数表示为：

式中：P_i^EV为接入节点i的电动汽车充电功率；Ω_c为电动汽车充电节点的个数，随研究目标的不同有两种选择，若研究全网充电负荷的最大接纳能力，则Ω_c为全网充电节点的数量；若研究充电站的充电负荷的最大接纳能力，则Ω_c为充电站充电节点的数量；

所述的考虑配电系统缺供电量裕度与N-1约束，具体包括：

可靠性的差异化需求通过设定差异化的变电站运行负载率体现，当变压器在低负载率约束下运行时，能够保证其具有一定的转供能力，保障供电的可靠性；同时低的负载率会降低变压器的利用率，造成一定的可用容量闲置，因此有必要结合缺供电量控制裕度，进一步分析配电系统在允许缺供电量范围内的电动汽车最大接纳能力；

所述的配电系统运行模型考虑多时段潮流等式约束、节点电压约束、上级变电站传输功率约束和线路传输功率约束；

所述的多时段潮流等式约束为：

采用线性化DistFlow方程来描述配电系统的节点功率平衡方程：

忽略该方程中线路的有功和无功损耗：

式中，Ω_E和Ω_CF分别为配电系统节点集合和线路集合；Ω_i为与配电系统节点i相连的节点集合；和分别为配电系统节点i在时段t内的有功负荷和无功负荷；为接入节点i的电动汽车在时段t内的有功负荷；和分别为上级电源节点i在时段t内注入的有功和无功功率；P_ij,t和Q_ij,t分别为配电线路ij在时段t内的有功和无功功率；r_ij和x_ij分别为线路ij的电阻和电抗；考虑到电网发生故障N-1时，网络拓扑会发生改变，所遵循的潮流约束也会有相应的变动，因此引入状态变量来表示线路ij的工作状态，线路ij故障时反之V_i为节点i的电压；T为总优化时间段；

所述的节点电压约束为：

1-ε≤V_i,t/V₀≤1+ε，

式中：V_i,t和V₀分别为配电系统节点i的电压幅值和基准值；ε为电压偏差系数上限，M为一个正数，用于分离候选线路状态变量和节点电压变量；

当候选线路ij故障时，上式为松弛约束；当候选线路ij处于正常工作状态，则此时上述节点电压约束转换为下式所示形式的约束，即表明故障线路无需满足电压跌落方程，从而通过引入M的方法消除模型的非线性:

式中，Ω_EF为正常工作的配电线路集合；

所述的上级变电站传输功率约束为：

式中：P_i^Gmax和P_i^Gmin分别为上级变压器i的有功传输上、下限；μ为上级变压器运行最大负载率；和分别为上级变压器i的无功传输的上、下限；

所述的线路传输功率约束为：

式中：P_l,t和Q_l,t分别为时段t内线路l的传输有功功率和无功功率；S_Nl表示在线路l的额定容量；μ_l表示线路l的负载率；为有功功率因数；为无功功率因数。

2.根据权利要求1所述的配电系统接纳电动汽车能力的多元优化评估方法，其特征在于，对于不同负荷类型，以可中断负荷的形式设置供电功率的波动范围，从而获得计及需求侧响应前提下的配电系统电动汽车接纳能力。