考虑分布式光伏和电动汽车接入的配电网空间负荷预测方法

针对大规模分布式光伏和电动汽车接入配电网对空间负荷预测影响的问题,提出一种考虑远景年屋顶分布式光伏饱和安装、大规模电动汽车参与V2G的城市配电网空间负荷预测方法。区分不同小区,依据相应的容积率和可利用率系数计算屋顶光伏饱和安装面积,结合历史辐射值数据计算光伏出力。基于改进型停车生成率模型预测停车需求,结合日行驶里程、停车特性和充放电策略,建立电动汽车V2G负荷预测模型,利用蒙特卡罗仿真得出V2G负荷时空分布情况。采用改进型负荷密度指标法,实现对考虑时序的配电网传统日负荷的预测。以某规划区为例,预测结果表明:屋顶分布式光伏和电动汽车V2G对配电网空间负荷预测结果影响较大,且对不同小区负荷影响的程度不同。     

分布式能源和电能替代负荷接入的配电网综合负荷概率模型

随着分布式能源和具有典型电能替代特性的负荷大规模接入配电网,传统的拓扑等值方式难以适应多元接入下负荷特性的改变,因此,提出了一种考虑分布式能源和电能替代负荷接入的配电网综合负荷概率模型。首先,建立风电、光伏出力概率模型和含有电采暖、电动汽车的负荷概率模型;其次,采用XGBoost算法实现多特征输入的概率函数叠加,搭建非拓扑的配电网综合负荷概率模型;最后,通过算例验证了所建模型能够较为准确地描述多元接入下的配电网综合负荷波动特性。     

计及不确定性的含分布式光伏配电网削峰效益评估

分布式光伏接入有利于降低配电网负荷峰值,提高配电网运营效益,但由于其出力不确定性特点,导致其削峰效益难以准确评估。本文通过分析光伏出力的波动性和时序性,建立了基于净空模型的光伏出力时序模型,同时考虑负荷和光伏出力的不确定性,提出了置信削峰度指标来衡量光伏接入对配电网负荷峰值的影响,基于此,结合节点边际容量成本概念,提出了计及不确定性的含分布式光伏配电网削峰效益概率评估方法。以南方某地区配电网实际中压馈线为例进行仿真分析,结果表明:本文所提方法在考虑光伏出力不确定性的同时,能够准确评估光伏以不同位置和不同电压等级接入配电网的削峰效益,对分布式光伏的选址具有一定的指导意义。     

数据驱动的大型居民区电动汽车动态充电可行性分析

以安徽省一个配备了电动汽车充电站的大型居民区为研究对象,首先以该大型居民区的实际电力负荷数据为基础,分析了居民区的常规负荷特性及充电站的电动汽车充电负荷特性,并针对电动汽车充电站接入该居民区配网前后的负荷特性进行对比分析。接着为了利用电价引导电动汽车参与需求响应,针对电动汽车充电站,提出了一种新的动态电价,并以负荷变化量误差最小为目标函数,利用实际数据求解出该地区的弹性需求矩阵来预测动态电价实施后的电动汽车充电负荷。最后分析在现有的分时电价及提出的针对电动汽车充电站的动态电价下的该地区配电网综合负荷特性,验证了可以通过电价引导电动汽车的充电行为,进而改善该充电站所接配网（居民区）的负荷状态,减小了日最大负荷同时也提升了削峰填谷的能力。     

高比例分布式电源与多元化负荷条件下配电网接入标准适应性研究

随着我国配电网建设的快速发展,配电网规划设计标准逐渐丰富。为顺应能源改革需求,以实现风电、光伏和燃料电池等分布式电源高比例并网以及电动汽车、储能装置、微电网和电能替代技术对应的多元化负荷接入为目标,通过比较国内外配电网发展现状,横向对比接入规划、设计以及评估环节的国内外标准,基于当前国内政策导向,结合国外分布式电源接入现状,研判新型发用电设施的发展趋势,分析得出现行标准应对的适应性,并提出适应于常规用电负荷与新型发用电设施的标准化工作建议。     

新型电力系统下考虑分布式光伏并网的配电网可靠性评估

新型电力系统下，大量分布式光伏接入配电网，考虑其出力及负荷的随机特性，须对配电网安全性进行多角度综合评价。针对分布式光伏灵活接入配电网对其可靠性产生影响的问题，首先根据分布式光伏典型的出力特性，建立分布式光伏出力概率的模型。随后，确定光伏并网评估的指标以便对配电网风险进行量化，其中包括电压越限、功率越限及失负荷风险指标。最后在MATLAB仿真平台建立含分布式光伏并网的配电网模型，并考虑不同光伏出力场景、并网方式、并网容量对配电网的影响，对含分布式光伏并网的配电网进行可靠性评估。     

新基建负荷与光伏接入下配电网可开放容量评估及优化

随着新基建概念的提出,以5G基站、电动汽车为代表的新型负荷大规模接入城市电网中,对电网的安全与经济运行产生了显著影响。为了评估城市电网对新基建负荷的容纳能力,提出一种基于负荷增长需求与配网承载能力的配电网可开放容量评估方法,该方法在新基建负荷及分布式能源接入条件下计算各负荷节点所能增供负荷的总额作为可开放容量。在考虑电压、潮流等约束的条件下,采用二阶锥松弛方法实现模型的快速优化求解。此外,考虑到分布式光伏接入位置和顺序对可开放容量的影响,将以可开放容量最大为目标按照动态规划的方法进行求解,对分布式光伏的并网位置进行优化。在某地区配电网网格中进行了仿真分析,结果表明,所提方法可以有效评估城市配电网网格的可开放容量水平,并通过调整分布式光伏的接入位置实现了可开放容量的动态优化。     

分布式光伏和电动汽车接入对配电网网损和电压偏移影响的分析研究

研究了分布式光伏与电动汽车接入对配电网网损和电压偏移的影响。首先建立了分布式光伏的出力模型与电动汽车的充电模型。基于该模型,研究了分布式光伏与电动汽车接入配电网产生网损和电压偏移的原理。然后,分析了不同接入方式、不同并网位置、不同并网容量以及不同时间段下分布式光伏与电动汽车接入对配电网网损和电压偏移影响。结果表明,光伏渗透率为20%时,分布式光伏与电动汽车适宜集中接入线路中前端。典型日24 h中,配电网网损呈波浪型变化趋势,节点电压呈先升高后下降的趋势。     

考虑分布式光伏电源与负荷相关性的接入容量分析

研究了配电网网架结构和运行工况已知的条件下,分布式光伏电源的可接入容量问题。通过分析配电网网架结构和各节点负荷的历史数据,设定分布式光伏电源接入位置和容量初始值,构建了初始相关性样本矩阵。通过分析分布式光伏电源出力与负荷的相关性,提出了光伏发电就地消纳能力指数的概念及计算方法,构建了改进型相关性样本矩阵。以系统向配电网传输功率最小为目标函数,建立了节点电压、配电网潮流为主要约束的规划模型,利用前推回代潮流算法和退火算法求解。以中山供电局马新站10 kV配电网为例,仿真及潮流验算结果表明:对于一个已知网架结构和运行工况的配电网,考虑分布式光伏电源与负荷的相关性可有效提高分布式光伏电源的接入容量。     

充电式电动汽车停车场的V2G模型及接入配电网方案优化研究

从配电网潮流分析的角度出发,建立了基于电价引导原则的车网互联(V2G)功率模型。针对充电式电动汽车停车场负荷接入配电网的馈线和接入点选择问题,以减小馈线网损和日内电压波动为目标,建立了考虑V2G行为的接入规划模型。结合实例分析了负荷类型和光伏渗透率对规划方案的影响,算例结果表明电动汽车的V2G行为对配电网运行效益有显著影响,且不恰当接入方案下V2G行为可能会给配电网带来明显的负面影响。     

考虑电动汽车接入的台区负载分析和预测

随着我国向清洁产业的重心转移,我国电动汽车产业将步入快速发展期,大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。负载是衡量台区用电水平的一个重要指标,目前鲜有对台区负载的调查研究,了解和掌握台区的负载情况,对配电设计以及电网维护具有重要意义。对汽车充电情况进行研究分析,并通过特征提取,选取一系列典型的台区,计算并分析电动汽车接入前后的台区负载情况,对未来电动汽车大规模接入的台区配电工作具有重要指导作用。     

电动汽车居民区充电负荷建模分析

提出一种基于电动汽车停车时间、充电需求等因素的电动汽车居民区充电负荷建模分析的新方法。针对电动汽车的停车行为,研究基于居民区的区域停车生成率的停车需求,建立居民区的区域停车模型。建立里程分布模型,研究电动汽车移动和电耗量的关系,建立电动汽车剩余荷电状态(SOC)模型。结合居民区的区域停车模型、荷电状态分布模型,通过详细考察居民区区域停车这一功能分区特征,综合设备性质、居民区区域特征等因素,得到居民区的电动汽车充电模型。在充电模型中包含对电动汽车电池的工况分析、电耗量分析、返程时间分布、返程时SOC分布等环节的优化分析。采用一系列的数学建模方法,完成了基于时间分布的电动汽车居民区充电负荷的相关性质研究,以此作为日后电网调度、削峰填谷的参考。以某市为算例,进行蒙特卡洛模拟和分析,得出充电负荷分布的相关结论。     

住宅小区电动汽车有序充电潜力评估

电动汽车的充电管理方式影响充电设施配电容量的规划设计,对住宅小区电动汽车进行有序充电,可实现削峰填谷,提高配变利用率,增加充电设施接入容量。结合住宅小区住户充电行为习惯,建立住宅小区充电负荷概率模型,并提出充电负荷同时率和叠加率两个关键参数表征充电负荷变化特性。在此基础上,建立电动汽车充电负荷与居民用电负荷规划计算模型,并通过数学解析法得出配变负载率与住宅小区电动汽车最大渗透率之间的关系,对住宅小区电动汽车有序充电潜力进行定量评估。该研究可为住宅小区充电负荷精益管理、充电设施配电容量合理配置提供科学参考。     

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。     

面向居民区电动汽车充电负荷预测与容量配置研究

居民区负荷的特性及其发展趋势预测有助于科学地建设电动汽车充电设施,同时确保居民区供电设施安全可靠运行。本文在电动汽车充电特性研究的基础上,构建了接入电网的电动汽车充电负荷需求数学模型,并深入了分析充电设施的接入对居民区负荷特性的影响,然后给出一种充电设施负荷预测与容量配置方法。最后选取两种典型台区,仿真分析了电动汽车接入前后的台区负载情况,验证了所提方法的有效性。     

含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法

针对大规模电动汽车接入配电网无序充电带来的负荷峰值增加等问题,提出一种含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法。首先基于蒙特卡洛抽样方法分析了大规模电动汽车的充电负荷需求;然后,以含大规模电动汽车接入的主动配电网运行成本最小化和负荷曲线方差最小化为优化目标,综合考虑电动汽车的充电需求和配电网的运行约束,构建含规模化电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行求解,针对多目标优化得到的帕累托(Pareto)最优解集规模大,蕴含信息丰富,导致运行人员难以决策的问题,提出一种基于模糊聚类的方法对多目标Pareto最优解集进行筛选。通过改进的IEEE 34节点算例的多场景对比分析,结果表明:所提出的模型和方法可在保证系统经济运行的同时,有效利用电动汽车的优化充电降低系统负荷峰谷差。     

基于全局优化调度的配电网负载率提高方法与实现

针对国内配电网整体负载率不高及负载不均衡的现象,文章首先给出配电网运行负载率模型,从配电网联络优化、配电网故障处理、负荷控制、分布式电源、微电网调控、电动汽车充换电控制、配电网无功优化6个方面给出具体提高方法和措施,并通过全局优化调度实现,具有一定的现实意义。     

考虑快慢充负荷特性的电动汽车调峰定价策略

随着分布式光伏大规模发电的广泛应用,净负荷“鸭型”曲线特征明显,电动汽车白天充电无法充分利用新能源,夜间充电使原有负荷峰值叠加。为避免净负荷“峰上加峰”现象,文中以减小净负荷峰谷差为目标,实现充电负荷转移。首先,基于快慢充行为特征的统计数据,采用蒙特卡洛法模拟用户充电行为,实现未来充电负荷分布的预测,并根据慢充的入网特性以及快充的延迟充电特性建立快慢充负荷约束。然后,基于梯度下降法对负荷转移率进行计算,并引入用户消费心理学构建充电负荷价格响应模型。最后,对电网调峰的经济性进行分析以限定电价变动约束,以净负荷峰谷差最小为目标构建充电引导模型,并利用深度强化学习对其求解。仿真结果表明,所建模型和求解策略能有效引导充电负荷避开净负荷的峰期,并确定合理电价,减小电网的峰谷差。     

计及耦合因素的电动汽车充电负荷时空分布预测

实现电动汽车与电网互利共赢的基础问题之一是如何有效预测电动汽车的充电负荷,而电动汽车时空转移的随机性和转移过程中各因素的耦合性增加了充电负荷预测的难度,本文提出一种计及动态转移规划和耦合因素的电动汽车充电负荷时空分布预测方法。首先,基于出行链技术建立含多类型电动汽车的单体出行数学模型;在此基础上,考虑交通流量、行驶路况和温度,构建电动汽车的单位里程能耗数学模型。其次,基于马尔可夫决策过程理论,考虑剩余行程和路网拥堵信息,动态更新路网信息和随机规划电动汽车时空转移路径。最后,基于算例,对比分析电动汽车及其充电负荷在不同策略、职能区域和出行日情况下的时空分布。结果表明：本文所提方法能够全面反映电动汽车车主的出行决策,且预测结果能真实反应电动汽车类型和职能区域导致的其充电负荷幅值和分布上的差异。