[发明专利]一种面向电动汽车群柔性充放电响应的主动配电网阻塞调度方法

摘要

一种面向电动汽车群柔性充放电响应的主动配电网阻塞调度方法，属于配电系统优化调度技术领域，步骤为1)在主动配电网中引入电动汽车群Aggregator级别的电动汽车负荷，得到含有分布式电源和电动汽车群的主动配电网市场结构。2)建立满足一定置信水平的机会约束规划模型。3)配电系统调度机构校验各充放电设施运营商的用电计划，若用电计划引起配电系统阻塞，配电系统调度机构将依据先前发布的惩罚措施对相应的运营商进行惩罚，运营商根据惩罚调整自己的用电计划。本发明通过调整充放电服务费，引导电动汽车合理用电；能够在保证配电系统安全稳定运行的要求下，满足未来主动配电网高渗透率电动汽车的功率需求。

主权项

一种面向电动汽车群柔性充放电响应的主动配电网阻塞调度方法，其特征在于以下步骤：第一步，建立含有分布式电源和电动汽车群的主动配电网市场结构在主动配电网中引入电动汽车群Aggregator级别的电动汽车负荷，得到含有分布式电源和电动汽车群的主动配电网市场结构；引入Aggregator级别的电动汽车负荷，能够充分调动主动配电网中配电系统调度机构与需求侧的互动响应，实现电动汽车群参与电力市场竞争、支撑主动配电网运行的目标；所述的主动配电网市场结构的主体为由配电系统调度机构和充放电设施运营商组成的双响应控制系统，双响应控制系统控制电能分配给电动汽车用户，既能够响应输电系统和需求侧，二者之间又能够互通信息；第二步，建立满足一定置信水平的机会约束规划模型2.1)主动配电网市场结构中的充放电设施运营商下辖多个电动汽车群Aggregator，下辖电动汽车群的充放电行为受经营商控制，充放电设施运营商作为市场参与者，受配电系统调度机构的管制和约束，以电动汽车充电费用最小为目标函数优化充放电计划安排，如公式(1)所示：minΣi=1NdΣt=1NtCP(t)Pch,i(t)---(1)]]>其中，CP(t)＝α(t)+CS(t)，CP(t)为充放电价格，α(t)和CS(t)分别为时段t时的分时电价和充放电服务费；Nd为主动配电网中的Aggregator数目；Nt为可调度时段数，由配电系统调度机构与充换电设施经营商协商确定；Pch,i(t)为t时段第i个Aggregator的充放电功率；2.2)主动配电网中的风机和光伏发电采用MPPT控制方式，为了考虑风机和光伏发电出力的随机性，采用机会约束规划对不确定量进行随机模拟，描述其不确定性；在考虑公式(2)～(4)对应的常规约束的基础上，根据公式(1)得到如公式(5)～(9)所示的满足一定置信水平的机会约束规划模型；常规约束和机会约束规划模型具体为：常规约束：PGimin≤PGi,t≤PGimax---(2)]]>QGimin≤QGi,t≤QGimax---(3)]]>Pchi,min≤Pchi,t≤Pchi,max  (4)机会约束规划：PGi,t-PDi,t-Pchi,t-Vi,tΣj=1NVj,t(Gijcosθij,t+Bijsinθij,t)=0---(5)]]>QGi,t-QDi,t-Vi,tΣj=1NVj,t(Gijsinθij,t-Bijcosθij,t)=0---(6)]]>PCL{Vimin≤Vi,t≤Vimax}≥αV  (7)PCL{Smin≤S(t)≤Smax}≥αS  (8)PCL{Sneed≥Sneed,min}≥αSneed---(9)]]>其中，公式(2)、(3)分别为节点i上电源的有功出力约束和无功出力约束，其中PGi,t、QGi,t分别为时段t节点i上电源的有功出力和无功出力，分别为节点i上电源的有功出力上、下限和无功出力上、下限；共式(4)为节点i上电动汽车群的充放电功率约束，其中，Pchi,t、Pchi,max、Pchi,min分别为时段t节点i上电动汽车群的充放电功率、充放电功率上限、充放电功率下限，Pchi,max＝Nevpch,max，Pchi,min＝‑Nevpch,max，Nev为节点i上电动汽车群所包含的电动汽车数量，pch,max为单台电动汽车的最大充电功率；公式(5)、(6)是多时段潮流等式约束，其中PDi,t、QDi,t分别为节点i于时段t的有功、无功负荷，N为系统节点数，Vi,t、Gij、Bij、θij,t分别为时段t节点i的电压幅值、支路ij的电导和电纳、节点i和j电压相角之差；公式(7)～(9)为机会约束规划置信度约束，PCL表示指标达到置信水平的机会，αV、αS、分别为节点电压幅值、电动汽车蓄电池的荷电状态、行驶需求的置信水平，S(t)、Sneed分别为电动汽车蓄电池的荷电状态、荷电状态行驶需求，Vimax、Vimin、Smax、Smin分别为节点电压幅值和电动汽车蓄电池荷电状态的上、下限，Sneed,min为满足电动汽车行驶需求的最低荷电状态约束；第三步，建立计及充放电服务费的主动配电网阻塞调度模型配电系统调度机构校验各充放电设施运营商的用电计划，若用电计划会引起配电系统阻塞，配电系统调度机构将依据先前发布的惩罚措施对相应的运营商进行惩罚，运营商根据惩罚调整用电计划；3.1)依据第二步优化所得结果，根据公式(10)计算主动配电网中各时段各线路的传输有功功率，并与各线路传输功率上限对比，得到发生阻塞的时段和线路号；Pl,t=Vi,tVj,t(Gijcosθij,t+Bijsinθij,t)-Vi,t2Gij---(10)]]>式中：Pl,t为时段t线路l的有功传输功率；定义线路削减阻塞电量，作为判断线路阻塞程度的依据：Wcut＝(Pl,t‑Pl,max)Δt  (11)式中：Wcut为线路l于时段t的线路削减阻塞电量；Pl,max为线路l有功传输上限；Δt为单位时间间隔；根据发生阻塞的线路号找出引起该线路发生阻塞的节点负荷和节点发电出力，采用潮流追踪方法得到发电机、负荷与线路三者之间的功率分布关系；3.2)如果主动配电网中没有出现阻塞，则证明充放电运营商制定的充放电计划安排合理；3.3)如果主动配电网中出现阻塞，假设线路l在时段t发生阻塞，根据公式(11)计算得到Wcut；若引起线路l发生阻塞的节点i上接有电动汽车群Aggregator a，则根据公式(12)得到电动汽车群Aggregator a在时段t引起的线路l的线路削减阻塞电量；所述的Aggregator a为主动配电网中多个电动汽车群中的某一个电动汽车群；Wcut,a,t=Wcut,i,tPch,a,tPch,a,t+PDi,t---(12)]]>其中：Wcut,i,t为节点i于时段t引起的线路l的线路削减阻塞电量；Wcut,a,t为节点i上的电动汽车群Aggregator a于时段t引起的线路l的线路削减阻塞电量；Pch,a,t为电动汽车群Aggregator a在时段t的充电功率；配电系统调度机构对引起阻塞的Aggregator a的充放电设施运营商实施惩罚，惩罚量Fa为：Fa＝γWcut,a,t  (13)其中：γ为惩罚因子；充放电设施运营商根据公式公(14)调整充放电服务费，再重复第二步和第三步的内容；ΔCS,a,t=FaPch,a,tΔt---(14)]]>其中：ΔCS,a,t为电动汽车群Aggregator a在时段t的充放电服务费变化量；收敛依据如公式(15)所示：|Ck‑Ck‑1|<ε  (15)其中：ε为收敛精度；Ck、Ck‑1分别为第k、k‑1次迭代时充放电服务费组成的向量；向量C由多个电动汽车群每个时段的充放电服务费组成。