考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法及系统。本发明专利技术采用的技术方案为：分析供电单元内各开关站的结构，获取所需优化开关站的所有间隔支线历史负荷数据，以及支线上电动汽车充电负荷数据；评估开关站母线总负荷水平，建立以开关站内两条母线负荷波动最小值为目标的支线重组优化模型；利用支线重组优化模型完成支线重组优化后，建立以含电动汽车的各间隔支线负荷波动最小值为目标的有序充放电双层优化模型，针对间隔支线下的电动汽车制定有序充放电控制方法。本发明专利技术可有效降低线路负荷峰值与波动性，明显提升配电网的供电能力。提升配电网的供电能力。提升配电网的供电能力。

【技术实现步骤摘要】
考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网的配电领域，尤其是一种考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法及系统。

技术介绍

[0002]伴随着全球环境污染和不可再生能源短缺形式日益严峻，电动汽车越来越受到消费者的青睐，电动汽车占有率越来越高。随着“碳达峰、碳中和”政策的提出，未来电动汽车的占有率会快速提高，电动汽车对配电网的影响越来越大。
[0003]V2G技术是电动汽车
的最新技术，其核心是利用电动汽车的蓄电池能够充电放电的特点，将大量电动汽车视作一个分布式储能系统并对其进行管理，实现在电网负荷高峰期放电、低谷期充电，从而降低峰谷差率，实现电网安全性和经济性的提升。此外，大量蓄电池也能够作为可再生能源的缓冲，实现对光伏等分布式能源的消纳。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行完善与改进，提供一种考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法及系统，以达到有效降低线路负荷峰值与波动性，明显提升配电网的供电能力的目的。
[0005]为此，本专利技术采用以下技术方案：考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，其包括如下步骤：
[0006]1)分析中压配电网中开关站母线以及间隔支线的结构信息，获取所需优化开关站所有间隔支线历史负荷数据，以及支线上电动汽车充电负荷数据；
[0007]2)评估开关站母线总负荷水平，判断开关站内是否需要进行支线重组优化，建立以开关站内两条母线负荷波动最小值为目标的支线重组优化模型；
[0008]3)利用支线重组优化模型完成支线重组优化后，建立以含电动汽车的各间隔支线负荷波动最小值为目标的有序充放电双层优化模型，针对间隔支线下的电动汽车制定有序充放电控制策略。
[0009]进一步地，步骤1)的具体内容为：
[0010]通过分析某一开关站内具体间隔支线数量以及所带配变的负荷具体信息，获取如下三种负荷数据：所有配变下的负荷数据、属于同一间隔支线下的电动汽车负荷数据以及各间隔支线的总负荷数据。
[0011]进一步地，步骤2)的具体步骤为：
[0012]21)计算某一开关站母线总负荷波动水平，依据负荷波动指标判断该开关站是否需要进行支线负荷重组，计算公式如下：
[0013][0014]式中，P
L,t
表示开关站单侧母线t时刻原有总负荷水平；p
j,t
表示单侧母线下第j个
电动汽车在t时刻的充电负荷；N表示该开关站单侧母线下的电动汽车总数量；T表示调度周期；F1表示开关站母线的总负荷波动水平；
[0015]22)针对支线负荷重组，通过交换不同母线下的间隔支线位置实现负荷错峰，以该开关站下两条母线负荷波动最小值为目标，公式如下：
[0016][0017]式中，表示开关站两侧不同母线t时刻支线负荷交换后的总负荷水平，F2表示开关站下两条母线负荷波动最小值；
[0018][0019]式中：表示开关站两侧不同母线t时刻原有总负荷水平；表示两侧参与负荷交换的支线负荷；表示母线两侧支线是否参与交换，为0
‑
1变量。
[0020]更进一步地，步骤3)的具体步骤为：
[0021]31)针对含电动汽车的间隔支线进行优化，在每一条间隔支线下装设多个控制代理商，建立网
‑
商
‑
车分层优化模型，即有序充放电双层优化模型，上层目标函数为每条间隔支线负荷波动最小值，具体公式为：
[0022][0023]式中，P
b,t
表示含电动汽车的间隔支线在t时刻的原有负荷水平；x
j,t
表示该间隔支线下第j个代理商在t时刻的调度计划，大于0表示呈充电状态，小于0表示呈放电状态；N1表示该间隔支线下的代理商总数量；λ表示惩罚系数，用来约束实际调度结果与调度计划的偏差不能过大；T表示调度周期；F
low
表示调度计划与实际调度的偏差最小值；
[0024]32)下层目标函数为调度计划与实际调度的偏差最小值，具体公式为：
[0025][0026]式中，P
j,i,t
表示第j个代理商下的第i辆电动汽车的在t时刻的实际调度结果，n表示电动汽车汽车数量；
[0027][0028]y
j,i,t
表示第j个代理商下的第i辆电动汽车在t时刻是否参与配电网调度，
‑
1表示放电状态，1表示充电状态，P
j,i,ch
表示额定充电功率，P
j,i,dch
表示额定放电功率。
[0029]再进一步地，有序充放电控制策略的制定步骤如下：通过有序充放电双层优化模型，在每一次优化迭代中先是更新上层目标函数中调度中心对于调度代理商制定的调度计划；再更新下层目标函数中调度代理商对于每辆电动汽车制定的实际有序充放电优化控制结果，最终不断迭代输出最优的有序充放电结果。
[0030]本专利技术还采用以下技术方案：考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制系统，其包括：
[0031]数据获取单元：分析中压配电网中开关站母线以及间隔支线的结构信息，获取所需优化开关站所有间隔支线历史负荷数据，以及支线上电动汽车充电负荷数据；
[0032]支线重组优化模型建立单元：评估开关站母线总负荷水平，判断开关站内是否需要进行支线重组优化，建立以开关站内两条母线负荷波动最小值为目标的支线重组优化模型；
[0033]有序充放电双层优化模型建立单元：利用支线重组优化模型完成支线重组优化后，建立以含电动汽车的各间隔支线负荷波动最小值为目标的有序充放电双层优化模型，针对间隔支线下的电动汽车制定有序充放电控制策略。
[0034]本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术能有效降低线路负荷峰值与波动性，可明显提升配电网的供电能力。与现有技术相比，本专利技术更能缓解开关站母线侧负荷不平衡问题，且优化力度更大。
附图说明
[0035]图1为本专利技术考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法的流程图；
[0036]图2为本专利技术实施例1中双环网与开关站拓扑关系示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例1中开关站内部拓扑关系示意图；
[0038]图4为本专利技术考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制系统的结构图。
具体实施方式
[0039]以下结合说明书附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0040]实施例1
[0041]本实施例提供一种考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0042]步骤1：分析中压配电网中开关站母线以及间隔支线的结构信息，获取所需优化开关站的所有间隔支线历史负荷数据，以及支线上电动汽车充电负荷数据。
[0043]上述步骤1中，中压配电网可为城市中选取的典型配电网。
[0044]上述间隔支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)分析中压配电网中开关站母线以及间隔支线的结构信息，获取所需优化开关站所有间隔支线历史负荷数据，以及支线上电动汽车充电负荷数据；2)评估开关站母线总负荷水平，判断开关站内是否需要进行支线重组优化，建立以开关站内两条母线负荷波动最小值为目标的支线重组优化模型；3)利用支线重组优化模型完成支线重组优化后，建立以含电动汽车的各间隔支线负荷波动最小值为目标的有序充放电双层优化模型，针对间隔支线下的电动汽车制定有序充放电控制策略。2.根据权利要求1所述的考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，其特征在于，步骤1)的具体内容为：通过分析某一开关站内具体间隔支线数量以及所带配变的负荷具体信息，获取如下三种负荷数据：所有配变下的负荷数据、属于同一间隔支线下的电动汽车负荷数据以及各间隔支线的总负荷数据。3.根据权利要求1所述的考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，其特征在于，步骤2)的具体步骤为：21)计算某一开关站母线总负荷波动水平，依据负荷波动指标判断该开关站是否需要进行支线负荷重组，计算公式如下：式中，P
L,t
表示开关站单侧母线t时刻原有总负荷水平；p
j,t
表示单侧母线下第j个电动汽车在t时刻的充电负荷；N表示该开关站单侧母线下的电动汽车总数量；T表示调度周期；F1表示开关站母线的总负荷波动水平；22)针对支线负荷重组，通过交换不同母线下的间隔支线位置实现负荷错峰，以该开关站下两条母线负荷波动最小值为目标，公式如下：式中，表示开关站两侧不同母线t时刻支线负荷交换后的总负荷水平，F2表示开关站下两条母线负荷波动最小值；式中：表示开关站两侧不同母线t时刻原有总负荷水平；表示两侧参与负荷交换的支线负荷；表示母线两侧支线是否参与交换，为0
‑
1变量。4.根据权利要求3所述的考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，其特征在于，步骤3)的具体步骤为：31)针对含电动汽车的间隔支线进行优化，在每一条间隔支线下装设多个控制代理商，建立网
‑
商
‑
车分层优化模型，即有序充放电双层优化模型，上层目标函数为每条间隔支线
负荷波动最小值，具体公式为：式中，P
b,t
表示含电动汽车的间隔支线在t时刻的原有负荷水平；x
j,t
表示该间隔支线下第j个代理商在t时刻的调度计划，大于0表示呈充电状态，小于0表示呈放电状态；N1表示该间隔支线下的代理商总数量；λ表示惩罚系数，用来约束实际调度结果与调度计划的偏差不能过大；T表示调度周期；F
low
表示调度计划与实际调度的偏差最小值；32)下层目标函数为调度计划与实际调度的偏差最小值，具体公式为：式中，P
j,i,t
表示第j个代理商下的第i辆电动汽车的在t时刻的实际调度结果，n表示电动汽车数量；y
j,i,t
表示第j个代理商下的第i辆电动汽车在t时刻是否参与配电网调度，
‑
1表示放电状态，1表示充电状态，P
j,i,ch
表示额定充电功率，P
j,i,dch
表示额定放电功率。5.根据权利要求4所述的考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制方法，其特征在于，有序充放电控制策略的制定步骤如下：通过有序充放电双层优化模型，在每一次优化迭代中先是更新上层目标函数中调度中心对于调度代理商制定的调度计划；再更新下层目标函数中调度代理商对于每辆电动汽车制定的实际有序充放电优化控制结果，最终不断迭代输出最优的有序充放电结果。6.考虑开关站下支线重组的电动汽车充放电控制系统，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：童力，赵健，周金辉，苏毅方，张建平，吴栋萁，李梁，王子凌，赵启承，李珺逸，柴卫健，李芬，邹旭东，刘爽，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司上海电力大学华中科技大学，
类型：发明
国别省市：