【技术实现步骤摘要】
电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法和装置
[0001]本专利技术涉及配电网重构运行优化
，具体涉及一种电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法和装置。
技术介绍
[0002]配电网重构是一种配电系统优化运行的重要手段，其实质就是在满足系统辐射状等安全运行条件下，通过改变线路联络开关和分段开关的组合状态，优化当前配电网运行结构，达到降低网络损耗、改善电压质量等目的。
[0003]在各种降低配网损耗的措施中，配电网重构因为不需要增加外部投资而成为各学者研究的重点，配电网是从输电系统或发电厂接受电能然后分配给电力用户的中间环节，在向用户供电中占有重要地位，不同于输电网，其电压等级相对较低，因此网络损耗较大，因而对配电网重构的研究具有重要的现实意义。
[0004]对电网的定期检修能够有效维护其稳定安全运行，在对线路安排检修计划时，检修线路的停运可以类比故障发生，只不过这时线路停运是人为造成的，可以预测的线路停运，而故障发生是不可预测的突发的线路停运，共同点都是存在线路停运，因此可以针对配电网检修计划安...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法，其特征在于，包括：步骤1，根据目标地区电动汽车用户数据，对电动汽车充电负荷进行建模，并且基于用户充电习惯分类为两种场景模式分别进行建模；所述两种场景模式分别为“最后一次行驶后充电”和“每一次行驶后充电”；步骤2，根据配电网检修运行特性，以及在考虑检修成本的基础上，建立配电网检修运行优化的数学模型；步骤3，根据配电网重构的基本策略与电力系统中经济性和安全性的要求，建立配电网重构运行优化的数学模型；步骤4，以系统网损以及系统检修成本最低为目标，引入检修与重构的耦合约束以及电动汽车充电负荷接入的因素，建立考虑电动汽车接入的检修协同配电网重构运行优化模型。2.如权利要求1所述的电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法，其特征在于，所述步骤1包括：根据目标地区电动汽车用户数据，对电动汽车充电能量需求进行分析，可用正态分布对大量电动汽车充电能量总需求近似，用威布尔分布对单台车的充电能量需求近似；将电动汽车的充电功率需求研究分解为充电功率的峰值随机特性研究和充电功率曲线形状研究；所述充电功率峰值采用概率分布模型描述，所述充电功率曲线形状采用归一化后的充电曲线形状描述；在所述两种场景模式中分别用高斯函数拟合归一化充电功率曲线并记录充电功率峰值特征值数据；拟合归一化充电功率曲线的高斯函数为：征值数据；拟合归一化充电功率曲线的高斯函数为：式中，P
1*
(t)为“最后一次行驶后充电”场景模式下拟合归一化充电功率曲线的高斯函数；P
2*
(t)为“每一次行驶后充电”场景模式下拟合归一化充电功率曲线的高斯函数；式中个系数的值分别为：α＝0.5，β＝3.75，m＝19.5，n＝2.25，α1＝0.5，β1＝2.5，n1＝9，m1＝1，β2＝2，n2＝19.5，m2＝1。3.如权利要求2所述的电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法，其特征在于，所述步骤2包括：考虑配电网的经济性运行，将模型目标函数设置为系统检修成本最低，其具体函数式如下：式中，N为配电网节点数，L为配电网线路集合，T为时间段总数；H
l,t
为线路l在时间段t的维护费用，Y
l,t
为线路l在时间段t的线路检修状态，当线路l处于维护状态，Y
l,t
为0，否则
Y
l,t
为1；模型检修约束包括线路检修状态变量约束和线路检修时间变量约束，约束具体式子如下：下：下：下：下：0≤p
l,t
≤1,0≤q
l,t
≤1,p
l,t
+q
l,t
≤1,式中，MD
L,l
为线路l需要检修的持续时间，NT为检修计划的总小时数，和分别为检修开始时刻和检修结束时刻；MT
lon
和MT
loff
分别是线路l检修分段最短持续时间和最小时间间隔；p
l,t
和q
l,t
分别是检修的开始指标和结束指标；p
l,t
＝1表示检修开始，否则p
l,t
＝0；q
l,t
＝1表示检修结束，否则q
l,t
＝0；τ为检修时间。4.如权利要求3所述的电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：考虑使配电网系统网损最低，选定模型目标函数如下：式中，N为配电网节点数，i为节点编号，为节点i的注入功率；配电网重构模型的相关约束包括节点功率平衡、节点电压幅值约束、线路电流幅值约
束以及配电网辐射状拓扑约束，具体如下：束以及配电网辐射状拓扑约束，具体如下：V
i,min
≤V
i,t
≤V
i,maxi,maxi,maxi,maxi,max
D
ij
＝g
ij
b
sij
/2β
ij,t
+β
ji,t
＝α
ij,tij,t
0≤α
ij,t
≤1式中，是节点i在时间段t的有功负荷，是节点i在时间段t的电动汽车充电负荷；是节点i在时间段t的注入无功功率，是节点i在时间段t的无功负荷；θ
ij
是电压相位差，g
ij
和b
ij
分别是π型等效电路中线路ij的电导和电纳；V
i,t
和V
j,t
分别是节点i和节点j在时间段t的电压幅值；V
i,max
和V
i,min
分别是节点i电压幅值的上限和下限；I
ij,t
是线路ij在时间段t中的电流，I
ijmax
是线路ij中的最大允许电流，b
sij
为π型等效电路中线路ij的对地电纳，U
i,t
和U
j,t
分别为节点i和节点j的在时间段t的电压；β
ij,t
是一个二元变量，表示在时间段t时节点i是节点j的父节点；R(i)是与节点i相连的节点集合；S(i)是变电站节点的集合；α
ij,t
是线路连接状态变量，也是一个二进制变量，其等于1时表示线路ij在时间段t时处于连接状态，为0时表示线路ij在时间段t时断开，A
ij
、B
ij
、C
ij
、D
ij
均为简化参数；通过二阶锥规划方法将配电网重构问题由难以求解的混合整数非线性规划问题转化为易于求解的混合二阶锥规划问题，其相关辅助变量及二阶锥约束公式如下：为易于求解的混合二阶锥规划问题，其相关辅助变量及二阶锥约束公式如下：
式中，R
ij,t
，T
ij,t
，u
i,t
均为辅助变量，与分别为节点i与节点j的虚拟电压，若α
η
＝1时则有若α
η
＝0时则有节点j同理。5.如权利要求4所述的电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化方法，其特征在于，所述步骤4包括：以配电网运行经济性最优为目标，选定目标函数为配电网系统检修成本以及系统网损之和最低，具体如下：在步骤2和3的约束的基础上加入配电网检修与重构的耦合约束如下：α
l,t
≤Y
l,t
,
‑
p
l,t
≤α
l,t
‑
α
l,t
‑1≤p
l,t
,q
l,t
≤α
l,t
‑
α
l,t
‑1≤q
l,t
,式中，α
l,t
与α
l,t
‑1是线路连接状态变量，也都是二进制变量，其等于1时表示时间段t或者t
‑
1线路l处于连接状态，为0时表示时间段t或者t
‑
1线路l断开；基于步骤1建立的电动汽车充电负荷模型在原始的IEEE33节点系统加入电动汽车充电桩负荷，并在此系统中进行仿真分析验证模型的有效性。6.一种电动汽车需求响应与配电网运行的协同优化装置，其特征在于，包括：第一建模单元，用于根...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁博，王涛，罗霄，王逸飞，王颖，习朋，张倩茅，张丽洁，荆志朋，张菁，张章，王峰，邢琳，
申请(专利权)人：东南大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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