【技术实现步骤摘要】
交直流混合配电网安全风险评估方法
[0001]本专利技术属于电力系统
技术介绍
[0002]近年来，随着新能源和电动汽车(electric vehicles，EV)接入容量的迅速增加，传统配电网的结构、潮流和运行模式已经发生了巨大的变化。一方面，分布式电源(Distributed Generation，DG)出力的随机性和不确定性，会造成线路过载、电能质量降低和系统损耗增加等负面影响。另一方面，EV的随机充电行为将对电力系统的安全和经济稳定运行带来新的风险挑战，因此DG和EV接入电网后的运行风险是电力系统亟待解决的问题。
[0003]针对DG和EV同时接入配电网的风险评估，传统的风险评估分析方法主要沿袭了可靠性评估方法，通常可分为解析法和模拟法。但它们在确定指标权重大多依赖专家评价或者为半定量分析易受到主观因素影响，风险指标的真实大小考虑往往不够完备。其中，运用降维客观权重评估方法，有效降低了评价指标之间相关性影响及数据维数，因此所得评价更为可信，不仅避免了主观赋权的弊端，而且能充分地反映风险指标所蕴含的信息价值。
[0004]另一方面，在这样新能源的大量接入、EV的蓬勃发展以及电力市场的改革的大环境下，配电网中的不确定性因素不断增加。这些不确定性本身已经会对配电网运行造成不利影响此外，当配电网系统中接入的这类含源负荷点的数量与容量到达一定规模时，可能会导致整个配电网系统发生全新变化。传统的单电源辐射式的网络演变为一个多电源联合供电的双向潮流网络，将给配电网的运行、控制带来一定风险。>
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是在同时考虑安全和经济等因素的情况下，有效降低交直流混合配电网运行风险，考虑新能源和需求响应负荷接入的交直流混合配电网安全风险评估方法。
[0006]本专利技术步骤是：S1、构建风光出力和EV时序概率分布模型，并用日行驶里程数代替了主观设定的多种类型 EV的起始荷电状态；影响不同EV充电负荷的因素可以总体归纳为电动汽车时间特性、空间特性和电池特性三个方面1)时间特性方面：设定每辆EV每天只进行一次充放电行为，则EV接入电网的时间f
s
(x)与 EV离开电网的时间f
x
(x)服从正态分布
其中μ
x
、μ
s
与σ
x
、σ
s
分别为早高峰与晚高峰正态分布函数的期望值和标准差；2)空间特性方面：道路交叉节点用整数序列1，2，
…
，m表示，其中m为节点数，从节点i 向节点j方向行驶的道路用有向边(i，j)表示，不同车型的车主会对应不同的出行目的，将城市区域分为四种，分别为住宅区、工作区、商业区及综合区，已知道路首末节点的全球定位系统定位经纬度坐标，由式(7)计算2个节点间的直线距离温度.d.的变化除了会对电池的损耗造成影响之外，还会影响EV的空调率D
on
；将城市道路分为四个等级，分别为快速路、主干路、次干路以及支路，每种等级的道路在不同的交通路况下具有不同的车速v，其所对应的能耗如下所示：对应于不同的温度时，空调开启率D
on
表示为：D
on
＝q1d3+q2d2+q3d+b1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)其中，q1、q2、q3及b1为拟合参数；开启空调时的单位距离能耗与空调关闭时的单位距离能耗比D
rate
表示为：D
rate
＝q4(d+b2)2+b3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)其中q4、b2及b3为拟合参数，综上得，EV的单位距离能耗表示为：G为所有道路的集合，最短路径L表示为：3)电池特性方面：充电地点选择在单位停车场和晚上在居民区停车场，若在单位停车场充电，充电时长往往不超过3h，若在居民区停车场充电，充电时长则可延续到整晚，故选择常规充电模式，其选择何种充电方式主要受到时间以及地点的影响，公交车的运营时间、路线相对集中，可进行集中充电，在白天运营高峰期不安排充电，在中午换班午餐时段进行快速充电，在晚上下班后进行常规充电，由于出租车的休息时间有限，时间敏感性很高，但又需要及时补充电量，因此电动出租车选择快速充电模式，公务车主要用作政府机关的日常公务出行，不考虑长途出行，其行驶特性和私家车相似；S2、基于复杂网络理论，提出电压越限风险和支路功率过载运行风险等时序安全
指标，并根据配电网的经济运行建立了经济风险和电网高效性风险指标
①
短期安全风险指标：结合网络结构脆弱性和风险理论的电网短期安全风险评估模型，节点重要度综合考虑了节点度数、介数和节点所接常规负荷的比重，支路重要度以线路度数和介数进行衡量：ρ
v,i
＝α1D
v,j
+α2B
v,j
+α3N
Pj
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)ρ
l,l
＝β1D
l,k
+β2B
l,k
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)其中，ρ
v,i
、ρ
l,l
分别为节点i的节点重要度、线路l的支路重要度；D
v,j
、B
v,j
分别为节点度数、介数；N
Pj
为节点注入功率；D
l,j
和B
l,j
分别为线路度数、介数；α1、α2、α3分别为节点度数、节点介数、节点注入功率的权重系数，且有α1+α2+α3＝1；β1、β2分别为线路度数、线路介数的权重系数，且有β1+β2＝1；节点电压越限运行风险指标为：节点电压越限运行风险指标为：其中，R
v,i
(t)为t时刻节点i的电压越限运行风险指标值；n
v,i
(t)为t时刻节点i的电压状态数； p(S
v,j
)为第j个电压状态的概率；S
v,j
(t)为t时刻节点i第j个电压状态的电压损失严重度；V 及V
max
、V
min
分别为电压合格范围及其上下限的标幺值；线路功率越限风险指标为：线路功率越限风险指标为：其中，R
l,l
(t)为t时刻线路l的功率越限风险指标值；n
l,l
(t)为t时刻线路l的潮流状态数；p(S
l,k
) 为第k个潮流状态的概率；p(S
l,k
)为t时刻线路l第k个潮流状态的电压损失严重度；L
l
为线路l的实际有功与额定有功的比值；R
SRI
表征系统运行短期综合安全风险系数，表征配电网系统节点电压越限及其分布不确定性引起的电压风险，表征配电网系统支路功率越限及其分布不确定性引起的潮流风险，则有：其中，γ1、γ2为安全风险权重系数，且有γ1+本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网安全风险评估方法，其特征在于：其步骤是：S1、构建风光出力和EV时序概率分布模型，并用日行驶里程数代替了主观设定的多种类型EV的起始荷电状态；影响不同EV充电负荷的因素可以总体归纳为电动汽车时间特性、空间特性和电池特性三个方面1)时间特性方面：设定每辆EV每天只进行一次充放电行为，则EV接入电网的时间f
s
(x)与EV离开电网的时间f
x
(x)服从正态分布(x)服从正态分布其中μ
x
、μ
s
与σ
x
、σ
s
分别为早高峰与晚高峰正态分布函数的期望值和标准差；2)空间特性方面：道路交叉节点用整数序列1，2，
…
，m表示，其中m为节点数，从节点i向节点j方向行驶的道路用有向边(i，j)表示，不同车型的车主会对应不同的出行目的，将城市区域分为四种，分别为住宅区、工作区、商业区及综合区，已知道路首末节点的全球定位系统定位经纬度坐标，由式(7)计算2个节点间的直线距离温度.d.的变化除了会对电池的损耗造成影响之外，还会影响EV的空调率D
on
；将城市道路分为四个等级，分别为快速路、主干路、次干路以及支路，每种等级的道路在不同的交通路况下具有不同的车速v，其所对应的能耗如下所示：对应于不同的温度时，空调开启率D
on
表示为：D
on
＝q1d3+q2d2+q3d+b1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)其中，q1、q2、q3及b1为拟合参数；开启空调时的单位距离能耗与空调关闭时的单位距离能耗比D
rate
表示为：D
rate
＝q4(d+b2)2+b3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)其中q4、b2及b3为拟合参数，综上得，EV的单位距离能耗表示为：
G为所有道路的集合，最短路径L表示为：3)电池特性方面：充电地点选择在单位停车场和晚上在居民区停车场，若在单位停车场充电，充电时长往往不超过3h，若在居民区停车场充电，充电时长则可延续到整晚，故选择常规充电模式，其选择何种充电方式主要受到时间以及地点的影响，公交车的运营时间、路线相对集中，可进行集中充电，在白天运营高峰期不安排充电，在中午换班午餐时段进行快速充电，在晚上下班后进行常规充电，由于出租车的休息时间有限，时间敏感性很高，但又需要及时补充电量，因此电动出租车选择快速充电模式，公务车主要用作政府机关的日常公务出行，不考虑长途出行，其行驶特性和私家车相似；S2、基于复杂网络理论，提出电压越限风险和支路功率过载运行风险等时序安全指标，并根据配电网的经济运行建立了经济风险和电网高效性风险指标
①
短期安全风险指标：结合网络结构脆弱性和风险理论的电网短期安全风险评估模型，节点重要度综合考虑了节点度数、介数和节点所接常规负荷的比重，支路重要度以线路度数和介数进行衡量：ρ
v,i
＝α1D
v,j
+α2B
v,j
+α3N
Pj
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)ρ
l,l
＝β1D
l,k
+β2B
l,k
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)其中，ρ
v,i
、ρ
l,l
分别为节点i的节点重要度、线路l的支路重要度；D
v,j
、B
v,j
分别为节点度数、介数...
【专利技术属性】
技术研发人员：董杰，赵建军，李洋，余中枢，丁晨，刘欢，刘佳林，孔乾坤，边竞，王振浩，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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