计及电价及静态电压稳定的电动汽车容纳规模估算方法技术

本发明专利技术公开了一种计及电价及静态电压稳定的电动汽车容纳规模估算方法，本发明专利技术根据现有的配电系统及电动汽车数据和负荷增长模型描绘出PV曲线，利用连续潮流算法追踪PV曲线来获取最大负载因数从而估算出配电系统中可容纳的电动汽车数量；本专利以EV行驶里程估计EV的充电能量；以充放电代数费用最小确定可充放电的时段；配电系统在1)2)满足的前提下调度电动汽车充放电功率以起到削峰填谷的作用；具有评估配电系统中EV削峰填谷的能力。

Estimation Method of Electric Vehicle Capacity Size Considering Electric Price and Static Voltage Stability

The invention discloses a method for estimating the accommodation size of electric vehicles taking into account electricity price and static voltage stability. According to the existing distribution system and the data and load growth model of electric vehicles, the PV curve is depicted, and the maximum load factor is obtained by tracing the PV curve using the continuous power flow algorithm to estimate the number of electric vehicles that can be accommodated in the distribution system. Cheng estimates the charging energy of EV, determines the charging and discharging period with the minimum charge and discharge algebraic cost, and dispatches the charging and discharging power of EV to play the role of peak and valley reduction on the premise that the distribution system satisfies 1) 2) and has the ability to evaluate the peak and valley reduction of EV in the distribution system.

【技术实现步骤摘要】
计及电价及静态电压稳定的电动汽车容纳规模估算方法
本专利技术设计电力系统运行领域，涉及一种考虑分时电价及静态电压稳定的配电系统中电动汽车容纳规模的估算方法。技术背景为了解决化石燃料短缺以及环境问题，电动汽车(EV,electricvehicle)的重要作用逐渐突显。2016年我国新能源汽车全年销量达到50.7万辆，保有量已经突破100万辆，位居全球第一。高比例的电动汽车必然引起电力负荷的巨大增长。为了保证电网安全运行，必须对电动汽车接入电网的潜在影响进行评估。目前电动汽车对电力系统影响的研究较多，涵盖了几个方面的问题：电动汽车充电站的规划[1][2]、电动汽车对节能减排的影响[3]、电力市场对电动汽车车主充电行为的影响[4]、EV充放电功率调度等方面[5]。负荷特性是影响电力系统静态电压稳定性的主要因素。美国(EPRI)的一篇报道预测，截止到2050年插入式电动汽车在低、中、高三种不同渗透率的情形下将会分别占有20％、62％、80％的市场份额[6]。大量电动汽车充电会产生巨大的负荷需求，而电动汽车的负荷不同于其他传统负荷。电动汽车的充电时间以及充电位置也会影响配电系统的静态电压稳定性。静态电压稳定性分析可以通过获得关键母线电压曲线作为其负荷系数的函数来评估。电压曲线，或者称P-V曲线，可以观察在不同负荷水平下的系统行为及其运行状况，并已被电力行业用于评估电压稳定裕度和易发生电压崩溃的节点[7]。负荷的逐渐增大对应的最大负荷点(MLP，maximumloadingpoint)将导致一个鞍结分岔(SNB，saddle-nodebifurcation)点[8]，该点为静态电压稳定的极限。目前有少数关于电动汽车充电负荷对静态电压稳定性的影响的相关研究。文献[9]采用电动汽车静态负荷模型研究在不同情况下电动汽车的快充模式对电力系统电压稳定的影响，采用恒定功率模型模拟电动汽车充电站的总负荷。文献[10]通过控制电动汽车充电地点减轻了低压配电系统中发热及电压问题。文献[11]以损耗最小为目标，电压质量为约束条件，提出了一种含有电动汽车及分布式能源的配电系统优化方案。文献[12][13]提出电价敏感的最佳充电模式，在确保终端用户电压的前提下使得电动汽车充电所产生的功率损耗最小。现有的关于静态电压稳定性研究中没有考虑电动汽车充电的时空分布特征，而在文献[9][11]中也没有考虑连续潮流以及负荷能力。文献[12][13]初步考虑了电力市场的影响。在我国分时电价(TOU，time-of-useelectricityprice)已经广泛地用于今天电力市场的终端用户。由于分时电价反映了电能时间差异，采用分时电价可以有效地激励电力用户有效地调整用电安排，起到错峰的作用[14]。同样的，电动汽车的车主将根据分时电价(TOU)调整其驾驶习惯和充电时间[14][15][16]。基于以上的讨论，本专利分析分时电价对于电动汽车车主充电行为的影响，并以充电成本最小化为目标来优化充电时间。配电系统在满足车主需求前提下调度电动汽车充电功率以起到负荷削峰填谷的作用。通过计算最大负荷因数建立起基于负荷曲线的连续潮流模型，以此来估算配电网中可容纳的电动汽车的最大数量。参考文献[1]F.He,D.Wu,Y.Yin,andY.Guan.:‘Optimaldeploymentofpublicchargingstationsforplug-inhybridelectricvehicles’,Trans.Res.PartB:Methodol.,2013,47,(1),pp.87-101.[2]Z.Liu,F.Wen,andG.Ledwich.:‘Optimalplanningofelectric-vehiclechargingstationsindistributionsystems’,IEEETrans.PowerDel.,2013,28,(1),pp.102-110.[3]K.Clement-nyns,E.Haesen,J.Driesen.Theimpactofchargingplug-inhybridelectricvehiclesonaresidentialdistributiongrid’,IEEETrans.PowerSyst.,2010,25,(1),pp.371–380.[4]NIKLASR,MARIJAI.:‘Optimalchargecontrolofplug-Inhybridelectricvehiclesinderegulatedelectricitymarkets’,IEEETrans.PowerSyst.,2011,26,(3),pp.1021-1029.[5]HaoXing,MinyueFu,ZhiyunLinandYutingMou.:‘DecentralizedOptimalSchedulingforChargingandDischargingofPlug-InElectricVehiclesinSmartGrids’,IEEETrans.PowerSyst.,2016,31,(5),pp.4118-4127.[6]M.DuvallandE.Knipping.:‘Environmentalassessmentofplug-inhybridelectricvehicles.volume1:nationwidegreenhousegasemissions’,EPRI,PaloAlto,CA,USA,Tech.Rep.,1015325,2007.[7]AugugliaroA,DusonchetL,MangioneS.:‘Voltagecollapseproximityindicatorsforradialdistributionnetworks’,9thIntconf.onelect.powerqualityandutilization.Barcelona,2007,pp.9-11.[8]Abdel-AkherM,BedawyA,AlyMM.:‘Applicationofbifurcationanalysisonactiveunbalanceddistributionsystem’,IETrenewablepowergenconf.,Edinburgh,UK,September.2011,pp.5-8.[9]DharmakeerthiC.H.,MithulananthanN.,SahaT.K.:‘Impactofelectricvehiclefastchargingonpowersystemvoltagestability’,InternationaljournalofElectricalPowerandEnergySystems,2014,57,pp.241-249.[10]JairoQuirós-Tortós,LuisF.Ochoa,SahbanW.Alnaser,andTimButler.:‘ControlofEVChargingPointsforThermalandVoltageManagementofLVNetworks’,IEEETrans.PowerSyst.,2015,31,(4),pp.3028-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.计及电价及静态电压稳定的电动汽车容纳规模估算方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤一：根据分时电价建立电动汽车充电模型；

【技术特征摘要】
1.计及电价及静态电压稳定的电动汽车容纳规模估算方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤一：根据分时电价建立电动汽车充电模型；式(1)中c(t)表示分时电价函数，c1表示高峰电价，c2表示中峰电价，c3低谷电价；t1、t2、t3分别对应负荷高峰、中峰、低谷时间；式(2)表示行驶路程的概率密度函数服从对数正态分布，其中s表示某一电动汽车的日行驶路程，μ,σ表示概率密度函数的平均值和标准差；式(3)表示电动汽车最终返回时间的正态分布，其中μt表示期望返回时间，σt表示ft(t)的方差；式(4)表示初始行驶时间概率密度函数的瑞利分布，其期望值为假设可能的初始出行时间为7点，即期望值，令可解得σs；式(5)表示配电系统运营商的调度函数；其中PLt表示第t个时间段的负载功率，PEVt表示第t个时间段的电动汽车总充电功率，Pav表示第t个时间段的等效平均负荷功率；表示第i辆电动汽车在tj时刻的充电能量，N表示电动车总数，tj表示在第j个时间间隔；步骤二：根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晨曦，陈泽昊，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33