一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统技术方案

本发明专利技术公开了一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特征在于，包括影响因素识别模块、模拟运算模块、影响因素分析模块和风险评估模块；所述影响因素识别模块用于提取影响因素信息；所述模拟运算模块用于模拟生成影响因素概率曲线，所述影响因素分析模块用于将影响因素概率曲线进行分类，并分析电动汽车对配网的影响；风险评估模块对分析结果进行单个风险评分，并评分集中度的正态分布，形成重大风险分级排序和一般风险分级排序。采用本发明专利技术能够评估出大量电动汽车接入电网时对电网造成的影响状态，并通过对电动汽车随机充电行为的调控和引导，实现有序用电，从而降低电动汽车大规模无序用电对电网安全造成的影响，保证居民用电优先。

【技术实现步骤摘要】
一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统
本专利技术涉及电网运行检修
，特别涉及一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统。
技术介绍
随着电动汽车相关技术的逐步成熟，发展高效、清洁的电动汽车成为转变能源结构与能源消费方式和提高能源综合利用效率，降低石油依赖性和缓解大气污染的有效途径。我国已将电动汽车列入战略性新兴产业加以重点扶持。近年来，政策开始落地和发力，激励和补贴力度加大，补贴试点范围进一步扩大。相信未来电动汽车产业必将蓬勃发展，而对于电动汽车充电设施的建设也将呈现爆发式的增长。电动汽车作为分布式微储能单元接入电力网络后，配网将由一个放射状网络变为一个分布式可控微储能和用户互联的复杂网络，其运行特性会发生改变。大量电动汽车的接入对电网的运行检修带来了新的安全风险影响。目前在电网安全管理方面，主要是对设备本身和配电设施进行考虑。设备方面主要是考虑过流、过载、过压设备等方面，还有基于短路保护、电能质量标准和总谐波含量不能超过5％的标准。配电设施方面，目前主要是按照一个10KW配电站的常规保护方法。对电动汽车充换电设施运营等环节，尚没有对大规模接入电网对电网安全风险影响进行充分考虑。对电动汽车充换电设施建设、运营过程的安全风险尚未进行系统识别评估和应对。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其用于分析大规模分散建设运营电动汽车充放电设备对电网运行检修的安全风险影响，并识别评估运营电动汽车充换电设备过程中的主要安全风险因素。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，包括影响因素识别模块、模拟运算模块、影响因素分析模块和风险评估模块；所述影响因素识别模块从数据库中提取与电动汽车相关的影响因素信息，并将其输入至所述模拟运算模块；所述模拟运算模块采用蒙特卡洛模拟算法对提取的影响因素信息进行模拟处理，并生成与之对应的影响因素概率曲线；所述影响因素分析模块对多个不同的影响因素概率曲线进行分类处理，并在五种不同的电网运行状态下，分析电动汽车对配网的影响；所述风险评估模块根据所述影响因素分析模块的分析结果，针对不同的影响因素进行单个风险评分，并在汇总所有风险后，根据风险影响得到分集中度的正态分布，形成重大风险分级排序和一般风险分级排序。作为进一步优选技术方案，所述影响因素信息包括用户行为习惯、电池特性、电动汽车充电模式、电动汽车类型和电动汽车的普及度。作为进一步优选技术方案，所述用户行为习惯包括用户出行时刻、用户返回时刻和用户日行驶里程。作为进一步优选技术方案，所述用户出行时刻，即用户从充电站取车的时刻，满足正态分布，其概率密度函数为：其中，μe＝8.92，σe＝3.24。作为进一步优选技术方案，所述用户返回时刻，即用户接入到充电站内进行充电的起始时刻，满足正态分布，其概率密度函数为：其中，μs＝17.47，σs＝3.41。作为进一步优选技术方案，所述用户日行驶里程服从对数正态分布，其概率密度函数为：其中，μm＝2.98，σm＝1.14。作为进一步优选技术方案，所述影响因素分析模块将多个不同的影响概率曲线分类为电动汽车充电对配网的影响和电动汽车放电对配网的影响；所述电动汽车充电对配网的影响包括电动汽车充电负荷对配网的影响和电动汽车充电设备对配网的影响；所述电动汽车放电对配网的影响包括电动汽车放电形成孤岛。作为进一步优选技术方案，所述电动汽车充电负荷对配网的影响包括对变压器容量的影响、对负荷峰谷差的影响、对电压运行水平的影响、对负荷不平衡的影响和对短路故障的影响。作为进一步优选技术方案，所述电动汽车充电设备对配网的影响包括对谐波的影响。作为进一步优选技术方案，所述电动汽车放电形成孤岛包括对故障检修的影响和对恢复供电的影响。作为进一步优选技术方案，所述风险评估模块包括评估标准设定单元、单项风险评分单元和风险重要性排序单元。作为进一步优选技术方案，所述标准设定单元通过统一的评估标准量化每项风险的可能性及损失度；所述可能性是通过基于风险发生的历史数据对风险发生的可能性进行分级并量化打分；所述损失度是分为电网安全、人员安全及管理、社会形象以及直接经济损失四大维度，对风险的损失度进行分级评估。作为进一步优选技术方案，所述单项风险评分单元是通过单个风险评分公式进行计算评分；所述单个风险评分公式为：单个风险总得分＝风险发生概率×(电网安全得分+人员安全管理得分+社会形象损失得分+直接经济损失得分)。作为进一步优选技术方案，所述风险评估模块将风险打分高于平均分1.5倍以上，且与电动汽车充换电对电网安全风险影响相关度较高的确定为重大风险。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术能够逐步完善安全风险管控制度和标准体系，通过对随机充电行为加以调控、引导，实现有序用电，降低电动汽车大规模无序用电对电网安全造成的影响，从而保证以居民用电优先，利用负荷裕量充电的原则，实现低谷充电和安全用电。此外，通过本方案还能够建立起对电动汽车充换电设施安全运营的监控体系，对电动汽车充换电设施关键安全运营指标进行监控，从而在发现异动时及时告警，并及时启动应急响应机制，避免电动汽车快速发展过程中，造成恶劣电网安全事件。附图说明图1是电网安全评估系统的结构示意框图。具体实施方式本专利技术的一种具体实施方案如图1所示：包括影响因素识别模块、模拟运算模块、影响因素分析模块和风险评估模块。影响因素识别模块用于从数据库中提取数据，并识别出与电动汽车相关的影响因素信息。其中，影响因素信息包括用户行为习惯、电池特性、电动汽车充电模式、电动汽车类型和电动汽车的普及度。其中，用户行为习惯包括用户出行时刻、用户返回时刻和用户日行驶里程。用户出行时刻，即用户从充电站取车的时刻，满足正态分布，其概率密度函数为：其中，μe＝8.92，σe＝3.24。用户返回时刻，即用户接入到充电站内进行充电的起始时刻，满足正态分布，其概率密度函数为：其中，μs＝17.47，σs＝3.41。用户日行驶里程服从对数正态分布，其概率密度函数为：其中，μm＝2.98，σm＝1.14。模拟运算模块是采用蒙特卡洛模拟算法，对提取的因素信息进行模拟处理，并生成与之对应的影响因素概率曲线。其中，蒙特卡洛模拟算法的运算步骤如下：S1、建立概率统计模型；S2、变量赋值和确定函数；S3、确定方法随机抽样；S4、统计分析处理；S5、生成概率曲线。影响因素分析模块在对多个不同的影响概率曲线进行分析处理时，先将其分类为两个方面：电动汽车充电对配网的影响和电动汽车放电对配网的影响。其中，电动汽车充电对配网的影响包括电动汽车充电负荷对配网的影响和电动汽车充电设备对配网的影响。电动汽车充电负荷对配网的影响包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特征在于，包括影响因素识别模块、模拟运算模块、影响因素分析模块和风险评估模块；所述影响因素识别模块从数据库中提取与电动汽车相关的影响因素信息，并将其输入至所述模拟运算模块；所述模拟运算模块采用蒙特卡洛模拟算法对提取的影响因素信息进行模拟处理，并生成与之对应的影响因素概率曲线；所述影响因素分析模块对多个不同的影响因素概率曲线进行分类处理，并在五种不同的电网运行状态下，分析电动汽车对配网的影响；所述风险评估模块根据所述影响因素分析模块的分析结果，针对不同的影响因素进行单个风险评分，并在汇总所有风险后，根据风险影响得到分集中度的正态分布，形成重大风险分级排序和一般风险分级排序。/n

【技术特征摘要】
1.一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特征在于，包括影响因素识别模块、模拟运算模块、影响因素分析模块和风险评估模块；所述影响因素识别模块从数据库中提取与电动汽车相关的影响因素信息，并将其输入至所述模拟运算模块；所述模拟运算模块采用蒙特卡洛模拟算法对提取的影响因素信息进行模拟处理，并生成与之对应的影响因素概率曲线；所述影响因素分析模块对多个不同的影响因素概率曲线进行分类处理，并在五种不同的电网运行状态下，分析电动汽车对配网的影响；所述风险评估模块根据所述影响因素分析模块的分析结果，针对不同的影响因素进行单个风险评分，并在汇总所有风险后，根据风险影响得到分集中度的正态分布，形成重大风险分级排序和一般风险分级排序。


2.如权利要求1所述的一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特征在于，所述影响因素信息包括用户行为习惯、电池特性、电动汽车充电模式、电动汽车类型和电动汽车的普及度。


3.如权利要求2所述的一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特征在于，所述用户行为习惯包括用户出行时刻、用户返回时刻和用户日行驶里程。


4.如权利要求3所述的一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特征在于，所述用户出行时刻，即用户从充电站取车的时刻，满足正态分布，其概率密度函数为：



其中，μe＝8.92，σe＝3.24；
所述用户返回时刻，即用户接入到充电站内进行充电的起始时刻，满足正态分布，其概率密度函数为：



其中，μs＝17.47，σs＝3.41；
所述用户日行驶里程服从对数正态分布，其概率密度函数为：



其中，μm＝2.98，σm＝1.14。


5.如权利要求1所述的一种对电动汽车大量接入的电网安全评估系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉华，黄华炜，瞿海妮，赵涛，李永，吴晨，刘小倩，张堰华，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，上海久隆企业管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31