[发明专利]基于电动汽车换电站的配电网优化电压管理方法

说明书

本发明涉及一种基于电动汽车换电站的配电网优化电压管理方法，属于电力系统分析技术领域。该方法包括定义目标函数f_min、确定算法约束条件、确定电压灵敏度系数、求解优化函数并进行控制四大步骤。本发明方法采用粒子群算法算法来优化最小化配电网损耗，通过求解结果控制换电站对配电网中的光伏发电的波动进行补偿，一方面对平滑光伏发电的功率输出，另一方面换电站中的电池进行能量管理，确保配电网的电压安全。

技术领域

本发明属于电力系统分析技术领域，涉及一种使用电动汽车换电站的对配电网进行优化电压管理的方法。

背景技术

电压问题是配电网的安全和可靠运行的主要挑战，尤其是近年来随着配电网中越来越多的光伏发电等分布式发电的注入，造成了更多的电压波动问题。光伏发电具有绿色、环保、低价等优点，但是由于天气问题会造成光伏发电量的波动，同时带来配电网中的电压波动。因此，如何解决配电网中的电压管理问题以及对光伏发电进行合理补偿是提升配电网可靠性的关键，这一问题近年来也越来越多的受到专家的关注和研究。

另一方面，出于对保护环境和解决燃油危机的考虑，国家大力推广交通电动化的发展，但是汽车在充电时将成为电网相当大的负载，容易引起配电网中的过载和电压问题。

为解决这些问题，可以考虑协调电动汽车充电和光伏发电系统进行统筹管理。因为当光伏发电达到峰值时，电动汽车可用作储能来削减多余的电能以及调节电压。在《Urban Scale Photovoltaic Charging Stations for Electric Vehicles》中，有专家研究考察了使用光伏系统为电动汽车充电的潜力和技术优势，经过了超过9000个案例的测试后分析电动汽车的充电曲线，讨论了将光伏系统和电动汽车协调管理的可行性。在《LoadBalancing With EV Chargers and PV Inverters in Unbalanced Distribution Grids》中，作者提出了一种管理策略，通过控制光伏系统和电动汽车来平衡配电网中的三相负载，从而提高电能质量，并提升分布式发电和电动汽车在配网中的注入量。在《Mitigation ofSolar Irradiance Intermittency in Photovoltaic Power Systems With IntegratedElectric-Vehicle Charging Functionality》中，电动汽车的充电器被用于将光伏的功率输出的快速变化转移到电动汽车电池中，从而将光伏的输出功率平坦到一定水平，而不会对配电网的正常操作产生不利影响。

在人口密度大，密度高的城市，例如上海，杭州等地，为了满足长距离要求并减少充电时间，通常会使用换电站为电动出租车换电池来满足长距离的续航要求。另一方面，换电站所收集的大量电池可形成大型的储能系统用以辅助配电网中的电压管理。

因此，通过电动汽车对光伏发电的波动进行补偿，同时对配电网的电压进行补偿已经得到了充分的论证，具有一定可行性。本专利申请主要提出一种基于换电站的中央式管理算法电动汽车电池和光伏发电进行统一管理，最终达到提升电能质量、发电效率以及最优化经济效益的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于电动汽车换电站的配电网优化电压管理方法，该方法采用粒子群算法算法来优化最小化配电网损耗，通过求解结果控制换电站对配电网中的光伏发电的波动进行补偿，一方面对平滑光伏发电的功率输出，另一方面换电站中的电池进行能量管理，确保配电网的电压安全。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明中，母线指配电网中的节点，而输电线路指用于连接不同节点的输电线。

基于电动汽车换电站的配电网优化电压管理方法，包括如下步骤：

步骤(1)，定义目标函数f_min：