电动汽车负荷对配电网可靠性影响的量化分析

针对当前电动汽车的规模化发展趋势以及电动汽车到电网V2G(Vehicle-to-Grid)技术的应用,对电动汽车大规模接入后的配电系统可靠性进行相关研究。基于统计学建模方法,建立了不同控制模式下电动汽车的充放电功率模型以及时变负荷模型,提出了故障情况下采用V2G技术恢复供电的孤岛形成策略,计及元件的盆浴型寿命周期,利用序贯蒙特卡罗法对电动汽车接入后配电系统的可靠性进行全面准确的评估。以IEEE-RBTS Bus6测试系统主馈线F4为实例,从电动汽车负荷的控制类型、接入位置、渗透率三方面分别对系统的可靠性指标进行量化分析,研究结果为今后电动汽车的发展规划提供了有益的参考。     

一种V2G模式下计及开断概率和负荷转移概率的配电网可靠性评估算法

基于配电网的有向网络模型,提出了一种V2G模式下计及设备开断概率和负荷转移概率的配电网可靠性评估算法。首先分析了网络中元件故障后的传播路径和传播特性,引入期望对可靠性指标进行描述,进而建立了配电系统可靠性分析模型。在V2G模式下,该算法根据电动汽车充放电动态概率模型将电动汽车等效为备用电源,再根据其额定功率,确定电动汽车的最大供电范围和对该范围内各区域的供电次序,计算可靠供电概率,从而建立电动汽车充放电随机性与供电可靠性之间的映射。RBTS母线6馈线4系统算例分析表明,电动汽车接入配电网后,能够显著改善配电网局部的供电可靠性。     

含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估

针对当前无线充电式电动汽车的发展趋势以及电动汽车与电网友好互动技术的应用,对接入规模化电动汽车的配电系统可靠性进行评估研究。基于无线充电式与插电式电动汽车的不同负荷特性,在不同充电模式组合的基础上,建立了不同充电控制模式下电动汽车的规模化时变负荷模型,采用电动汽车的有序充放电恢复故障情况下的供电孤岛问题,考虑元件设备的老化周期,利用序贯蒙特卡罗法量化的评估电动汽车接入后配电系统的可靠性。最后采用所提出的模型对IEEE DRTS Bus 4测试系统分别从电动汽车负荷的渗透率、接入线路、充电模式进行了可靠性指标量化评估,结果表明,提高无线充电式电动汽车的比重能有效提高配电系统的供电可靠性。     

高比例分布式电源接入对配电网可靠性的影响分析

研究了分布式电源接入配电网后对供电可靠性的影响和高比例分布式电源接入下系统供电可靠性的变化趋势等问题,并基于发输电系统可靠性评估方法,提出了含分布式电源的配电系统可靠性评估模型及算法。该模型应用于贵州某地区配电系统,结果表明分布式电源接入配电网后可以提高系统的供电可靠性,但是随着负荷和分布式电源接入比例的增加,系统供电可靠性呈现先增加后降低的趋势,从可靠性角度而言,分布式电源接入比例存在一个最优点。     

基于GO法的含分布式电源的配电系统可靠性评估

大量分布式电源（DG）接入配电系统后,供电模式的灵活性和运行方式的复杂性将对配电系统可靠性评估提出新的要求。在馈线分区的基础上,引入基于成功概率的可靠性分析方法——GO法,建立了计及DG影响的配电系统可靠性评估模型,该模型量化分析了各馈线分区设备故障对含DG区域节点的可靠性影响。并通过算例验证了该模型的有效性和实用性,结果表明GO法适用于较大规模的含DG配电系统的可靠性评估,考虑设备检修状态能更真实地反映配电系统可靠性的实际状况。     

基于持续时间马尔科夫链的配电信息物理系统可靠性评估

配电自动化对配电网供电可靠性的贡献程度有赖于通信方式的选择。为此，提出一种基于连续时间马尔科夫链的配电信息物理系统可靠性评估方法。建立层次化的系统可靠性模型，解析各层子系统的可靠性指标传递过程，利用灵敏度分析来比较不同通信接入技术的场景适用性。最后，以罗伊-比尔顿测试系统(Roy Billton test system, RBTS)母线5为算例对所提方法进行验证，并分析网络时延和误码对供电可靠性的影响。结果表明：基于无线公网的配电自动化，在合适的信噪比条件下可达到应用光纤或电力线载波通信方式的可靠性水平。     

基于电动汽车最小高峰负荷模型的微电网可靠性分析

电动汽车充电时间灵活、调控性能好,可作为一种可控负荷参与微电网的负荷调节,从而避免微电网孤岛运行时发电量不足而切负荷。基于此,重点研究了计及电动汽车充电控制策略的微电网可靠性分析。首先,建立了电动汽车最小高峰负荷模型,以评估微电网孤岛运行时电动汽车的调控潜力。紧接着,基于最小高峰负荷模型,提出了计及供电可靠性的电动汽车-储能联合调控策略。然后,基于蒙特卡洛模拟法,提出了计及电动汽车-储能联合调控策略的微电网可靠性评估方法。最后,通过改进的RBTSBus6F4馈线系统进行算例仿真。仿真结果验证了所提模型和策略的有效性。算例结果表明,所提的微电网调控策略能在满足电动汽车充电需求的基础上,有效降低电动汽车接入对微电网可靠性的影响。     

含柔性多状态开关的多端互联配电系统可靠性评估与量化分析

为满足多端互联配电系统中柔性多状态开关接入策略规划的需求,提出了含柔性多状态开关的多端柔性互联配电系统可靠性评估方法。首先,基于柔性多状态开关的物理结构及其控制运行策略,建立了柔性多状态开关的可靠性评估模型;其次,依据柔性多状态开关接入系统后带来的系统运行方式及网络结构的改变,设计了失联侧负荷恢复方法并提炼了影响系统可靠性的因素;最后,为兼顾可靠性评估的速度和精度,提出了基于序贯抽样与故障分析解耦的可靠性评估方法,同时量化分析了柔性多状态开关不同的接入策略对系统可靠性的影响。仿真结果表明,柔性多状态开关接入后,可靠性指标系统平均停电频率(system average interruption frequency index,SAIFI)提升了约38.2%,系统平均停电时间(system average interruption duration index, SAIDI)提升约49.6%,系统供电可靠率(average service availability index, ASAI)提升了约1.1%,配网系统可靠性提升显著;同时,对比分析不同柔性多状态开关接入策略下系统可靠性水平,结果表明柔性多状态开关接于系统末端、靠近重要负荷以及接入容量较大时对系统可靠性的提升最优。研究成果可为柔性多状态开关接入策略研究提供理论支撑,同时也可为今后柔性互联配电网的规划设计提供参考。     

基于改进配电网安全域的规模化电动汽车入网影响分析

我国电动汽车的潜在市场规模巨大且增长迅速,部分经济发达城市所在地区已形成规模化充电负荷需求.为评估规模化电动汽车接入给配电网带来的影响,提出了改进配电网安全域评估模型.在配电网-交通网耦合架构下提出一种计及电动汽车时空特性的"混合法"潮流可行域边界模型,从而模拟规模化电动汽车的充电过程.基于传统的配电网安全域的概念,提出计及电动汽车接入的配电网改进安全域模型,并由此给出电动汽车出行潜力指标的定义,从而分析规模化电动汽车接入对配电网的影响.算例分析表明所提方法可求得不同时刻不同节点处的配电网运行范围,通过电动汽车出行潜力指标可引导电动汽车用户的出行,从而为规模化电动汽车入网调度管理等应用提供支撑.     

分布式电源接入配电系统可靠性分析方法

分布式电源接入电网后,对配电系统将会产生很大影响,使原有配电系统可靠性计算模型和评估方法发生改变.文中提出了一种基于蒙特卡洛方法的分布式电源接入配电系统后的可靠性分析方法.该方法主要针对分布式电源与系统电源并列运行情况,重点考虑了分布式电源在配电网中的作用,以及在系统发生故障时分布式电源对供电负荷的转带策略等因素.通过实际仿真算例的分析,验证了该方法的有效性.     

基于时空活动模型的电动汽车充电功率计算和需求响应潜力评估

电动汽车用户行为的差异导致了电动汽车的时空分布特征不同。为了能够精准计算出电动汽车集群在某时刻、某地点的充电功率及其可提供的需求响应潜力,提出了一种基于时空活动模型的电动汽车充电功率计算和需求响应潜力评估方法。首先考虑了电动汽车的时空分布特性,分析了电动汽车的出行活动模型。然后基于实际数据得出了电动汽车充电的关键影响因素分布模型。最后采用蒙特卡洛和二项分布法计算出了单台电动汽车和电动汽车集群在工作日和非工作日的充电功率曲线,并分析了其需求响应潜力。所提方法能够在兼顾电动汽车时空分布的基础上,简便快捷地计算出电动汽车的充电功率。     

考虑需求响应和电动汽车负荷路-电耦合特性的配电网可靠性评估

随着电动汽车的普及,大量的无序充电行为给配电网可靠性带来负面影响.文章建立了考虑需求响应和路电耦合特性的配电网可靠性评估模型,准确预测电动汽车时空分布负荷并对其进行调度,改善可靠性指标.提出了路电耦合模式结构及时空负荷预测框架;建立了路网模型、用户模型、考虑需求响应的充电负荷补充模型,得到电动汽车负荷时空分布;基于双向...     

基于自编码器的电动汽车充电负荷研究

随着电动汽车的逐步推广,研究电动汽车充电负荷特性,既有利于充电站优化运行,又有利于电力系统安全稳定运行.根据电动汽车充电负荷的时空性,提出了一种基于自编码器的电动汽车充电负荷研究方法.基于NHTS数据集分析找出电动汽车充电负荷的时间分布规律.通过自编码器方法提取电动汽车出行里程和出行结束时间的特征.以此为基础计算出电动...     

计及互联调控的新能源汽车一体化供能站规划

为了解决插电式电动汽车、换电型电动汽车和氢燃料电池汽车大规模接入背景下的综合能源站规划问题,首先提出一种包含三种主流新能源汽车供能设备的一体化供能站概念模型;其次,提出氢能转运、换电电池转运、服务费调控三种互联调控模型,以增强各站间的联系;然后,以全周期综合费用为优化目标,提出计及互联调控的新能源汽车一体化供能站规划模型;最后,基于IEEE 33节点配电网和某市部分城区交通网的联合系统进行仿真验证。结果表明所提模型优化了设备配置,改善了系统运行状态,延缓了配电网的升级改造。     

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。     

考虑电动汽车与光伏电源联动的配电网电压调控策略

光伏电源的大规模并网可能致使配电网电压越限,受调压设备调压能力的限制,从网源侧角度考虑的调压方法易出现调压效果不理想的情况。针对光伏电源并网引起的配电网电压越限问题,通过对负荷侧电动汽车进行建模并分析其入网对配电网电压的影响,在一定情况下,将其作为可调度资源与光伏电源配合以控制配电网电压。通过考虑电动汽车用户需求响应,以各可控资源的优化控制成本最小为目标,建立了电动汽车与光伏电源联动的配电网电压调控模型,并对其进行优化求解以实现配电网内能源资源的最优利用,减小系统电压波动。算例分析中根据不同气象条件构建了两个场景,分析结果均验证了该策略的有效性。     

需求响应下的电动汽车充电设施配置模型

随着双碳目标、新基建等政策的推行,电动汽车数量增长成为必然的趋势,电动汽车用户将成为需求响应的重要主体之一。用户在参加需求响应的过程中将会改变电动汽车充电时间以及电量,带来充电负荷需求的时空迁移,原有的充电设施规划结果需要调整。基于此,考虑价格型需求响应以及激励型需求响应对电动汽车规划结果的影响,首先从用户角度出发,以用户充电成本最低为目标函数建立不同需求响应模式下电动汽车充电行为模型,并提出峰谷电价下的电动汽车需求响应策略,预测充电需求时空分布;在给定初选站址的情况下,从投资者的角度出发,以建设运营总利润最大化为目标建立充电设施规划模型,对充电站是否建设以及建设规模进行规划。最后应用算例对不考虑需求响应、考虑价格型需求响应、考虑激励型需求响应下的电动汽车充电设施进行规划,并对需求响应参与度、需求响应价格对运营商投资收益率的敏感性进行了分析。     

新型负荷及分布式电源接入配网承载能力综合评估

随着新型负荷(电采暖和电动汽车)和分布式电源逐步接入配电网,如何评价现有电网对新型负荷和高比例分布式电源接入的适应性,是电网目前重点工作之一。为此,本文提出一种含新型负荷及高比例分布式电源的配电网承载能力综合评估方法。该方法首先根据新型负荷及分布式电源的特性,选取合适的评价指标,建立新型配电网承载能力综合评估的指标体系,然后,用基于变权理论的多层次模糊综合评价算法计算指标权重,最后以某城市一条配电线路为例,对新型负荷和高比例分布式电源接入后的配电网进行了综合评估;并基于该区域评价指标的计算结果,分析出典型区域网架的薄弱环节,为后续规划工程提供依据。     

基于交通信息的多类型电动汽车综合充电需求研究

为预防电动汽车大量普及后其充电不确定性对配网的冲击,文中提出了一种基于动态交通信息,考虑大规模、多类型电动汽车接入的充电需求联合建模方法。从电动汽车作为交通工具这一特性入手,基于不同类型电动汽车的运行特点,结合交通信息,建立了对应的运行时空模型。考虑快充和慢充2种模式,研究了各类电动汽车的充电行为,并配合其运行特性构建充电需求模型。结合用户日行驶里程,提出基本运行周期,并采用蒙特卡洛模拟法,对不同工作日下多类型电动汽车的综合充电需求分布进行测算。仿真结果验证了建模方法的可行性,并表明多类型电动汽车的接入将会在整体上为配网带来多个用电需求高峰。