考虑电动汽车充电负荷的配电网运行风险控制与优化

针对大规模充电负荷接入导致配电网运行风险增大,需要控制和优化的问题,采用加权分布熵为指标来评估配电网的运行风险,基于此提出了配电网接纳电动汽车极限辆数的评估方法,并由此建立了各节点接纳能力评估模型;基于优化潮流分布的原理,提出了通过网络重构和闭环运行来改善配电网运行风险的方法;根据节点脆弱程度提出了充电负荷接入节点优化方法来改善配电网的运行风险。仿真算例分析了配电网接纳电动汽车的极限辆数,并研究了网络重构、闭环运行和充电负荷接入节点优化对配电网运行风险的改善效果。仿真结果表明,该方法优化效果明显,可为控制和改善配电网运行风险提供参考。     

含电动汽车的配电网运行风险评估

电动汽车的诸多优点使其得到了广泛的关注和应用,而电动汽车充电负荷的时空分布不确定性会给电力系统带来不利的影响,令配电网存在安全运行风险。本文构建了一种电动汽车充电功率动态分布模型,并基于半不变量和Gram Charlier级数展开,提出了一种考虑电动汽车接入的配电网动态概率潮流计算方法;在此基础上,建立了节点电压和支路潮流越限风险指标,提出了一种含电动汽车的配电网运行风险评估方法。IEEE 33节点系统的仿真计算结果表明,考虑电动汽车接入的配电网运行风险评估方法是可行的,能够扫描出不同时间段配电网的运行薄弱点。     

基于CVaR分析的新能源配电网电压风险评估模型

针对风光等分布式新能源大规模接入给配电网带来反向潮流而造成的电压波动大、局部区域电压偏高的问题,在传统配电网运行风险评估理论的基础上,结合分布式电源、电动汽车和负荷概率模型,采用严重度函数描述了电压偏高、偏低的风险,构建节点电压偏高、偏低的严重性函数。将传统风险评估理论的事故风险评估替换为基于条件风险价值(CVaR)模型,提出了考虑电动汽车和负荷不确定性的事故冲击和损失计算方法,建立了电压波动的CVaR风险指标,提出了分布式电源发电功率、电动汽车充放电功率的特殊函数的估计方法。以IEEE33系统为计算实例,计算了正常运行和预期故障线路2种情况下的电压波动的CVaR风险值,验证了该方法的可行性和适用性。     

基于配电网概率潮流计算的电动汽车充电站规划策略

大规模电动汽车接入会导致配电网潮流分布发生变化,给配电网的运行带来风险。采用半不变量和Gram-Charlier级数计算考虑电动汽车充电负荷的配电网动态概率潮流。根据节点电压和支路潮流的越限严重程度,定义评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,提出了确定充电站最优电气接入点的方法。IEEE33节点配电系统的仿真计算结果表明,采用上述方法选择充电站的电气接入点可以降低配电网节点电压和支路潮流越限的风险,有助于通过充电设施的优化布局对电动汽车的充电行为进行引导和优化。     

配电网接纳电动汽车能力评估方法研究

规模化的电动汽车接入将对配电网的运行与规划产生显著影响,提出一种配电网接纳电动汽车能力的评估方法。采用蒙特卡洛模拟不同类型电动汽车的并网场景,建立负荷预测模型,根据配电网的拓扑结构及供电方式划分供电区域,结合电动汽车负荷的时空分布特性和配电网的供电区域进行分层负荷分配,计算系统总负荷,判断负荷过载情况。在此基础上利用三相潮流结果的概率模型,从节点电压偏移和网络功率损耗评估配电网运行情况。以IEEE123节点配电网为例进行了适应性评估,该评估方法可为配电网运行与规划设计提供分析手段。     

基于有序充电启动机制和补贴机制的充电负荷接纳能力优化

为了解决配电网和充电站的建设进程与电动汽车的普及速度失配的问题,进行了配电网和充电站充电负荷接纳能力评估及其有序充电优化。分别以配电网运行风险和用户排队时间为指标量化配电网和充电站的接纳能力;提出基于电网公司和充电站运营商主导权的有序充电启动机制;以电价调节增益、盈利额和潜在收益损失分析运营商参与有序充电的经济性问题,并综合各方需求建立有序充电综合目标;综合有序充电的削峰量和配电网的运行风险改善效果评估电网的安全性补贴,从而建立计及电价调节增益和电网安全性改善情况的补贴机制;基于算例仿真评估了不同充电负荷接入方式下配电网的接纳能力和不同容量下充电站的接纳能力,并分析了所提有序充电模型的有效性。     

大规模分布式光伏接入的配网风险评估及应对措施研究

分布式光伏出力存在较强间歇性、波动性和不确定性,当其大规模并网时将对电网潮流分布及电压分布产生较大影响,引起配电网运行风险。本文开展了大规模光伏发电接入配电网的风险评估方法及预控措施研究。以节点电压越限和线路潮流越限为风险评估指标,建立了配电网运行风险评估模型,给出了配网风险评估的具体实现步骤,提出针对性的风险应对措施。给出了本文所提风险评估方法的算例,并通过仿真结果验证了风险应对措施的有效性。     

高渗透率分布式电源按节点关键性接入配电网的运行风险评估

负荷出力波动性、分布式电源高渗透性和电力电子装备多样性使得配电网安全稳定运行分析的难度增加。为此,提出一种基于复杂网络理论和效用风险理论的配电网关键节点辨识方法,并进行了高渗透率分布式电源按节点关键性接入配电网的运行风险分析。考虑网络动态性和负荷时序性,计算不同时刻的线路电气介数,实现配电网加权拓扑动态建模;考虑配电网安全性、经济性和网络结构稳定性,建立多角度关键节点辨识指标体系,基于改进网络分析法和改进熵权法分别计算辨识指标主客观权重,结合逼近理想解排序法实现了不同时间断面的节点关键性综合评估与排序。最后,基于某地区实际配电网历史运行数据和设备参数建立仿真模型,进行高渗透率光伏电源按关键节点集合接入配电网的仿真分析,验证了所提方法可以有效提高配电网电压稳定裕度,降低支路负载率,推动复杂网络理论在城市能源互联网中的应用。     

多端柔性交直流配电网接纳电动汽车能力评估方法

电动汽车的大规模接入将对配电网的安全运行产生重大影响,传统交流配电网对电动汽车的接纳能力有限,而多端柔性交直流配电网由于具有良好的潮流控制能力以及较低的线路损耗,相比于传统交流配电网能够有效提升接纳电动汽车的能力。首先,将马尔科夫链与交通网结合,建立了路网耦合下的电动汽车充电负荷时空分布模型。随后,考虑多端柔性交直流配电网中电压源型换流器（VSC）的潮流控制特性,提出了一种多端柔性交直流配电网接纳电动汽车能力的评估方法。最后,通过算例评估了多端柔性交直流配电网直流网络结构以及VSC控制方式对接纳能力的影响。     

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划

综合考虑充电需求和配电网接纳能力的电动汽车充电站规划对电动汽车和配电网协同发展具有重要意义。对电动汽车出行大数据进行数理统计,获取出行和充电行为特征指标;以此为基础用马尔科夫原理和轮盘赌法模拟目标数量下电动汽车的出行链,预测充电需求时空分布,获得配电网各节点充电需求不可达率和不满足率;进而筛选候选站址和接入方案,采用熵权修正的层次分析法评估配电网对候选接入方案的接纳能力;以建设运营总成本最小为目标建立充电设施规划模型,采用遗传算法求解,通过配电网潮流计算检验规划结果的合理性。IEEE33节点系统案例验证了所提方法的有效性。     

双电源故障无缝自愈配电环网潮流优化控制方法

在分析双电源故障无缝自愈配电环网供电系统的基础上,考虑网络有功损耗与节点电压偏差,提出了一种基于统一潮流控制器(UPFC)的配电环网潮流综合优化控制方法。分析了配电环网潮流最优分布规律,得出了网络有功损耗、负荷节点电压偏移与UPFC产生的串联补偿电压之间的内在关系。分别构建了网络有功损耗隶属函数与节点电压偏移隶属函数,用以表征各自偏移最优目标的程度;根据关注程度确定二者的权值进而得到了综合优化目标函数,最后通过全局最优化方法实现对串联补偿电压求解。建模仿真结果表明,该环网潮流综合优化控制方法能够均衡两侧出力,有效控制所有节点电压偏差与网络损耗,为故障无缝自愈技术的实现奠定基础。     

综合考虑系统与设备侧的节点电压暂降评估

针对从供需两侧评估电网节点电压暂降水平的需求,提出考虑系统和设备侧的节点电压暂降严重程度评估方法。首先,根据系统与设备评估重点构建指标:基于累积/互补累积分布函数、严重性指标及暂降统计表定义节点平均电压暂降影响度指标,与电压暂降频度指标共同构建系统侧指标集;由节点综合电压耐受曲线及能量损失公式构造节点综合故障率作为设备侧指标,再形成兼顾系统和设备侧的综合评价指标集。其次,对指标集赋权,并采用基于马氏距离的逼近理想点(TOPSIS)法刻画节点电压暂降严重程度,在IEEE 30节点系统仿真,并使用所提方法评估节点电压暂降严重程度,实现了电压暂降薄弱节点的辨识。最后,通过模糊C均值聚类方法对不同组合指标进行评估合理性分析,结果证明文中所提方法能解决单一指标评价片面的问题。     

电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响

针对电动汽车接入充电增加了发电、输电和配电等方面的压力问题,提出电动汽车接入充电对配电网电压波动的影响。从交流充电桩、充电站、电池充换站几方面分析当前常见电动汽车接入充电设施,并指出电动汽车接入充电设施运行原理。以三相平衡负荷、单相负荷2种充电方式为主,分析汽车接入充电对电压波动产生的影响。采用增强配电网的供电能力、静止无功补偿器和有源滤波器改善电压波动。实验结果表明:不可控整流状态下,电动汽车接入充电对配电网电压产生的影响较大,不可直接接入电网,但在PWM整流状态下,接入充电对配电网电压产生的影响较小,电压波动在标准范围内。     

考虑时序性和相关性的EVCS在配电网中的最优规划

随着电动汽车的日益增加,电动汽车充电站（EVCS）的规划也迫在眉睫。由于交通流量和车主出行情况具有随机性,导致EVCS充电负荷也具有不确定性,因此EVCS在电网中的电气接入点和容量会影响配电网经济性和安全性。考虑EVCS负荷以及典型分布式能源的时序性和相关性,通过拉丁超立方抽样（LHS）技术生成大量场景并引入边距排序因子改进K-means聚类算法缩减场景,以配电网有功网损最小和电压偏差最小构成的综合评价指标为目标函数构建优化模型,最后利用IEEE33节点系统进行算例分析,得到EVCS的最优接入点及容量。     

考虑新能源功率品质分层和可平移负荷的配电网有功调度

针对含大规模可再生能源接入下的配电网有功调度问题,提出了简易的可再生能源的功率品质分层方法及其调度策略,通过设置以电动汽车充电功率为例的可平移负荷,以含储能电池、电动汽车租赁、以及发电成本的综合运行管理成本、可平移负荷不满意度以及弃风量为优化目标,建立有功调度优化模型。以污染物排放量作为辅助指标选择最优方案,所建模型能够兼顾系统运行经济性、环境效益,以及错峰充电的社会影响。通过NSGA-II求解该多目标优化模型,通过算例仿真和对比验证了所提模型的正确性和有效性,所提可再生能源功率分层方法简单有效,可为实际配电网的调度运行提供参考和数据支撑。     

配电网对电动汽车可接纳能力分析

随着新能源汽车保有量持续上涨,大规模电动汽车接入对城市配电网的安全稳定运行带来了一定影响,研究配电网对电动汽车可接纳能力十分迫切。该研究基于不同类型电动汽车性能参数和驾驶者行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型,分析了一定规模电动汽车接入对配电网日负荷曲线的影响。设置了含电动汽车V2G和DG并网发电4种不同场景,从电压偏差和静态电压稳定极限两个方面定量分析了配电网对电动汽车的接纳能力,以IEEE33节点配电系统为例,对比了4种不同场景下配电网对电动汽车的接纳能力。     

考虑电动汽车空间分配的多目标配电网重构优化

电动汽车充电过程在空间呈现的无序性会对配电网重构带来影响。在电动汽车用户倾向于选择距离最近、充电时间最少的充电站进行充电这一基础上,提出一种考虑电动汽车空间分配的配电网重构优化模型。以网络损耗和电压偏移水平为指标建立多目标优化函数,引入电动汽车效用度这一约束条件,对网络开关状态和电动汽车充电负荷空间分配方案同时优化。通过模糊C均值聚类对系统中电动汽车按照空间分布指标进行聚类,将空间分布位置相似的电动汽车聚为一类以降低问题模型维度。然后采用改进遗传算法对模型进行求解以获得综合优化方案。仿真结果表明,聚类能够显著降低计算难度,提高算法收敛速度;在优化模型的引导下,电网在保证自身运行经济性和可靠性的基础上,降低了电动汽车的充电时间和路程,证明了模型和方法的有效性。     

电动汽车充电对配电网电压质量的影响研究

大规模电动汽车接入居民小区配电网可能会引起电压质量问题,有必要建立有效的充电负荷模型,研究电动汽车充电对配电网电压质量的影响,为配电网的升级改造、充电桩的合理建设提供理论依据。本文提出了一种计及周末充电高峰效应的私家车充电负荷计算方法,该方法能够反映电动汽车用户的充电习惯,体现不同日期间充电负荷的差别。然后,利用MATLAB软件搭建了配电网模型,仿真分析了不同规模电动汽车接入配电网后对节点电压偏移、电压不平衡的影响,仿真设计了不同的场景,综合考虑了快速充电与慢速充电、纯电式与插入式电动汽车充电对配电网的不同影响,同时考虑了慢速充电在三相均衡充电与不均衡充电模式下对三相电压不平衡的影响。