一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法技术

本发明专利技术涉及一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法，建立电动汽车充放储一体站，运用改进的多场景方法模拟一体站的充放电场景；提出含电动汽车一体站的三角形面积密度负荷分布模型，利用模型进行电压分布计算；根据一体站的不同场景，模拟分析配电网各节点电压变化的特点，最后通过算例电压分布计算验证本文建立的三角形面积密度负荷递增分布模型的有效性以及一体站场景选取的合理性，进一步分析不同场景下电压分布的变化。有助于解决电压控制及无功优化等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法
本专利技术涉及一种，特别涉及一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法。
技术介绍
电动汽车在倡导新能源的形势下凸显了优势，与其紧密相关的充放电站接入配电网所产生的一系列影响已经成为研究热点。电动汽车的大规模推广，需要可靠有效的充电设施作为基础支撑。电动汽车充放储一体站概念的提出，为电动汽车提供了最大程度的电力保障。然而从配电网的角度出发，电动汽车充放储一体站的接入对网络的安全稳定运行带来了诸多问题。考虑到电动汽车充电的随机不确定性，一体站的负荷建模与出力问题均属于NP难题，因其自身兼具电源特性和负荷特性，在实际运行过程中会对配电网各节点的电压分布产生不确定的影响，也直接影响到配网的安全稳定运行。随着一体站入网数量的增加和入网容量的增大，对电压分布的影响随之加大，易导致电压分布不均衡甚至末端电压崩溃。因此一体站入网对电压分布产生的影响亟待分析，并提出有效改善措施。针对电动汽车充放储一体站接入配电网带来的电压分布问题，本专利技术从以下几方面的进行解决：（1）建立电动汽车充放储一体站，运用改进的多场景方法模拟一体站的充放电场景；（2）提出含电动汽车一体站的三角形面积密度负荷分布模型，利用模型进行电压分布计算；（3）根据一体站的不同场景，模拟分析配电网各节点电压变化的特点。最后通过算例电压分布计算验证本文建立的三角形面积密度负荷递增分布模型的有效性以及一体站场景选取的合理性，进一步分析不同场景下电压分布的变化。
技术实现思路
本专利技术是针对电动汽车充放储一体站接入配电网，对配电网的电压分布产生影响的问题，提出了一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法，建立电动汽车充放储一体站，运用改进的多场景方法模拟一体站的充放电场景；提出含电动汽车一体站的三角形面积密度负荷分布模型，利用模型进行电压分布计算；根据一体站的不同场景，模拟分析配电网各节点电压变化的特点，最后通过算例电压分布计算验证本文建立的三角形面积密度负荷递增分布模型的有效性以及一体站场景选取的合理性，进一步分析不同场景下电压分布的变化。本专利技术的技术方案为：一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法，具体包括如下步骤：1）建立含一体站并网的三角形面积密度负荷分布模型：设配电网电源端口即为线路始端O点，始端电压为，z表示配电线路长度，A点为配电线路负荷末端，C为配电线路中任意一点，节点Y处接入一体站，设定一体站容量Y为，三角形的面积即负荷总的功率，角形面积密度负荷分布模型为：其中，、、、分别表示一体站接入后C点前后的负荷有功无功功率，PL为配网大电源有功，QL为配网大电源无功；2）线路中任一节点C电压为：，是由配电网电源单独作用引起的，包含由于配电网中c点之后的等效综合负荷引起的电压损耗以及c点之前的三角形负荷分布等效负荷引起的电压损耗两部分；是由一体站接入配电网所引起的电压损耗；3）当配电网电源单独作用时，，，其中r、x分别表示线路的电阻和电抗，UN是基准电压，依据三角形负荷分布模型，可得到；4）当电动汽车一体站单独作用时，设定一体站容量Y1为，假定配电网中无电源接入时，系统中c点电压损耗按照一体站接入节点位置的不同：（1）当0＜C≤Y1时，；（2）当Y1＜C≤Z时，；y为电动汽车一体站接入电网的距离，即计入点Y1距离大电源端O的距离；5）当一体站作为用电负荷，即作为充电站向电动汽车提供电能时，可将其等效处理为负荷模型，设定容量Y2为，此时，系统中总负荷为：，系统中可等效为配电网电源单独作用，可得到电压损耗为：。本专利技术的有益效果在于：本专利技术电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法，适用于电动汽车充放储一体站接入的配电网中，研究了电动汽车一体站的不同特性行为，结合配电网运行状态进行多场景优化，角形面积密度模型充分考虑了含一体站的配电网负荷特性，能够最大程度的减小误差，在此基础上利用三角形面积密度负荷分布模型对配电网进行节点电压分布计算。通过含一体站的链式配电网络模型算例分析验证了本文建立模型与方法的有效性，并运用模型与电压计算方法分析了一体站不同运行状态对配电网稳态电压分布的影响。一体站不同场景对电压分布的影响分析，有助于解决电压控制及无功优化等问题。附图说明图1为本专利技术电动汽车充放储一体站结构框图；图2为本专利技术含一体站并网的三角形面积密度负荷分布模型图。具体实施方式如图1所示电动汽车充放储一体站结构框图，电动汽车充放储一体站的内部结构包括主控系统（调度中心）、能量转换系统（多功能变流装置）、充放储电池更换系统、阶梯电池储能系统，这4部分由主控系统统一调度。一体站是未来智能电网的重要组成部分，与传统充电站相比，其避免了电动汽车无序充电带来的电网危害，充分利用了主动式储能系统并网运行，为配电网提供增值效益，通过主控系统实现多功能多目标优化运行。一体站的主控系统运行方式：（1）削峰填谷：一体站通过采集电动汽车以及电网信息，及时反馈到主控系统，调度中心输出的控制信息调控电能流动的大小和方向，利用峰时放电、谷时充电在为电动汽车供能的同时实现对电网削峰填谷的作用；（2）电能质量优化治理：一体站对电网的电能质量优化治理主要包括谐波治理、无功补偿等。一体站站内配置的有源滤波器可对站内谐波进行集中补偿，同时通过控制变流装置达到谐波的就地治理，能够有效的解决谐波污染，降低功率损耗。在无功补偿方面，一体站利用无功补偿装置以及AVC控制技术实现无功补偿及电压调节的区域电压优化；（3）紧急支持：一体站具备电池更换系统和阶梯电池储能系统，两套储能系统在电网发生紧急状况时快速对电网放电，延缓电网进入紧急状态，最大程度保持系统的暂态稳定，为电网的其他紧急控制争取时间；（4）孤岛运行：当电网出现严重紧急情况甚至系统崩溃时，一体站可采取保护措施脱离电网孤岛运行，与局部负荷形成微网运行。一体站的储能系统可作为微网的分布式电源，提供不间断电能服务，降低经济损失。同时跟踪上级电网运行状况实时调整，以便及时无缝并网。根据电动汽车充放储一体站的特性区分其行为，即充电行为、放电行为、储电行为。结合一体站三种行为特征，将系统运行状态建立多场景模型。配电网系统多场景运行对应不同的一体站特征行为，本次将多场景优化分为三个阶段，各阶段均进行单场景优化：阶段1：当系统处于正常运行状态及正处于负荷低谷运行时，优先考虑一体站的充电行为。在满足电动汽车充电要求的同时，可以考虑一体站的储能行为。这时一体站表现为负荷性质，负荷大小范围在一体站容量的0～100%。阶段2：系统经过上一阶段达到负荷高峰运行状态，优先考虑一体站的放电行为。这一阶段一体站启到DG的作用，支撑电网减少负荷波峰运行时间。由于相较第一阶段，一体站从负荷变为电源，表现为DG性质，故出力大小范围在一体站容量的0～200%。阶段3：当系统中某一节点或某一区域中出现故障时，可根据故障范围及严重程度，考虑将一体站与电网解列。孤岛运行后的一体站只能进行充电行为，利用其储存的多余电能对电动汽车进行充电。一体站表现为负荷性质，负荷大小范围在一体站容量的0～50%。通过上述配电网系统的多场景分阶段优化，可以清晰的将电动汽车一体站在接入配电网的情况下，进行等效处理。如图2所示含一体站并网的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）建立含一体站并网的三角形面积密度负荷分布模型：设配电网电源端口即为线路始端O点，始端电压为，z表示配电线路长度，A点为配电线路负荷末端，C为配电线路中任意一点，节点Y处接入一体站，设定一体站容量Y为，，三角形的面积即负荷总的功率，角形面积密度负荷分布模型为：其中，、、、分别表示一体站接入后C点前后的负荷有功无功功率，PL为配网大电源有功，QL为配网大电源无功；2）线路中任一节点C电压为：，是由配电网电源单独作用引起的，包含由于配电网中c点之后的等效综合负荷引起的电压损耗以及c点之前的三角形负荷分布等效负荷引起的电压损耗两部分；是由一体站接入配电网所引起的电压损耗；3）当配电网电源单独作用时，，，其中r、x分别表示线路的电阻和电抗，UN是基准电压，依据三角形负荷分布模型，可得到；4）当电动汽车一体站单独作用时，设定一体站容量Y1为，假定配电网中无电源接入时，系统中c点电压损耗按照一体站接入节点位置的不同：（1）当0＜C≤Y1时，；（2）当Y1＜C≤Z时，，y为电动汽车一体站接入电网的距离，即计入点Y1距离大电源端O的距离；5）当一体站作为用电负荷，即作为充电站向电动汽车提供电能时，可将其等效处理为负荷模型，设定容量Y2为，此时，系统中总负荷为：，系统中可等效为配电网电源单独作用，可得到电压损耗为：。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充放储一体站接入配电网电压分布计算方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）建立含一体站并网的三角形面积密度负荷分布模型：设配电网电源端口即为线路始端O点，始端电压为，z表示配电线路长度，A点为配电线路负荷末端，OA对应的配电线路长度为z，A点容量为，PL为配网大电源有功，QL为配网大电源无功，C为配电线路中任意一点，OC对应的配电线路长度为c，C点容量为，节点Y处接入一体站，OY对应的配电线路长度为y，设定一体站容量Y为，三角形的面积即负荷总的功率，角形面积密度负荷分布模型为：其中，、、、分别表示一体站接入后C点前后的负荷有功无功功率；2）线路中任一节点C电压为：，是由配电网电源单独作用引起的，包含由于配电网中C点之后的等效综合负荷引起的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，韦钢，张嘉堃，邢志斌，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31