[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

说明书

本发明公开了一种配电系统接纳电动汽车能力的多元优化评估方法及系统。本发明的多元优化评估方法包括步骤：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；缺供电量裕度与N‑1约束；考虑不同种类负荷的需求侧响应；配电系统潮流分析，并判断各约束的越限情况；而后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。本发明研究了N‑1安全性需求、需求侧响应参与运行和系统负荷缺供电量裕度对配电系统接纳电动汽车能力的影响。采用本发明模型，可以在计及需求侧响应的前提下，获得全网以及各充电站节点对电动汽车的接纳能力，同时兼顾系统运行的安全性和经济性。

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别是一种配电系统接纳电动汽车能力的多元优化评估方法及系统。

背景技术

电动汽车充电站作为充电负荷接入到配电网中，增加了配电网系统的可变负荷，配电网接纳电动汽车能力定义为配电网在满足电力系统安全、可靠、稳定运行的条件下，能接纳的最大电动汽车充电负荷大小。在此基础上，配电网接纳电动汽车评估模型还需要考虑信息网络、电动汽车渗透率发展目标、不同区域不同行业的负荷特性以及相应的对可靠性差异化要求等不同输入元素，结合缺供电量控制裕度，来研究配电网现状态接纳电动汽车的能力和规划态下的接纳潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电网接纳电动汽车能力的多元优化评估方法，其在计及需求侧响应的前提下，获得全网以及各充电站节点对电动汽车的接纳能力，同时兼顾系统运行的安全性和经济性。

为此，本发明采用如下的技术方案：配电系统接纳电动汽车能力的多元优化评估方法，其包括：

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。

作为上述多元优化评估方法的补充，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。

作为上述多元优化评估方法的补充，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。

作为上述多元优化评估方法的补充，所述的节点电压约束为：

1-ε≤V_i,t/V₀≤1+ε，