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专利号: 2016102614469
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑配网电压暂降导致电动汽车跳闸引发过电压的充电桩规划方法,通过建立充电桩容量规划的整体模型:在顶层优化中,以配网系统可接入电动汽车负荷最多为目标对充电桩的容量进行规划,使避免在电压暂降消除后,电动汽车负荷的全部切除导致配电系统出现严重过电压的现象;并通过建立并联无功补偿电容优化模型:在底层优化中,以电动汽车负荷切除前系统线路损耗最小为目标,优化并联无功补偿电容的容量;从而在有效避免大规模电动汽车并网时电压暂降导致电动汽车跳闸从而引起的严重过电压现象,保证电网的安全稳定运行的前提下,最终规划出各充电桩的容量;包括如下步骤:(1)输入已知变量,包括:系统电压等级Vd;网络拓扑的节点数n,及节点类型信息;网络线路数m;与网络节点i相邻位于节点i下游的节点数集合Ci={j:(i,j)∈C,i<j},其中,若节点i,j间由支路连接,则(i,j)∈C;支路变比信息kij,(i,j)∈C;电动汽车充电桩安装节点位置的集合A,共a(0<a≤n-1)个节点;配网可投切无功补偿电容组的安装节点位置集合D,共d(0<d≤n-1)个节点;节点基础有功负荷、无功负荷数据pi,nev、qi,nev(i=1,2...,n)和线路阻抗数据rij+jxij((i,j)∈C);单台电动汽车充电功率Pd;电动汽车充电负荷的功率因数第i个节点可规划的充电桩容量最大值与节点基础负荷的比值βi,c;系统规定的节点严重过电压限值Vc;可投切无功电容组容量QdkVar/组,对应每组补偿电容的电纳值bd;节点最大可投入电容组数K;

(2)建立充电桩容量规划的整体模型:各节点接入的电动汽车有功负荷为pi,ev=βipi,nev(i=1,2,...,a);其中,βi为第i个节点电动汽车充电桩容量与节点基础负荷的比值;考虑所有电动汽车负荷切除,系统仍不过电压为约束,以系统接入的电动汽车总数量最多,也即充电桩容量最大为目标进行规划:设定各节点接入的电动汽车最大值约束:

βi≤βi,c,i∈A

考虑电动汽车全部跳闸后配网节点最大电压值Vmax不超过严重过电压临界值:Vmax<Vc

(3)根据优化出的充电桩容量pi,ev=βipi,nev,(i=1,2,...,a),将其与单台电动汽车功率相除后向下取整得到各充电桩最多可接入的电动汽车数量:从而得到最终规划出各充电桩的容量:

Pi,c=riPd,i∈A。

2.根据权利要求1所述的考虑配网电压暂降导致电动汽车跳闸引发过电压的充电桩规划方法,其特征在于,所述步骤(2)中电动汽车全部跳闸后配网节点最大电压值Vmax的确定方法:电动汽车全部跳闸后的节点电压Vi(i=1,2,...,n)是通过将基础负荷pi,nev、qi,nev、节点并联补偿电容bi(i∈D)等数据带入潮流计算得到:其中,θij=θi-θj,θi、θj分别为节点i和节点j的电压相角;Gij、Bij表示节点导纳矩阵Y中第i行第j列元素Yij的实部和虚部;节点导纳矩阵Y是根据线路阻抗rij+jxij((i,j)∈C)得到;

Pi、Qi为节点i注入的有功功率和无功功率:

其中,Pi,G、Qi,G为节点i发电机发出的有功功率和无功功率;Pi,L、Qi,L为节点i负荷的有功功率和无功功率,此时的负荷功率包括基础负荷pi,nev、qi,nev和并联补偿电容bi(i∈D)注入的无功功率;

电动汽车全部跳闸后配网节点最大电压值Vmax为:

Vmax=max{Vi},i=1,2,...n。

3.根据权利要求2所述的考虑配网电压暂降导致电动汽车跳闸引发过电压的充电桩规划方法,其特征在于,所述并联补偿电容bi(i∈D)的确定方法:建立并联无功补偿电容优化模型:在网络正常运行即电动汽车充电负荷切除之前,以线路损耗最小为目标,电压在合格范围内为约束优化线路并联无功补偿电容;

目标函数:

其中,Psun为网络的线路总损耗;Pij为节点i流向节点j的有功功率;Pji为节点j流向节点i的有功功率;支路功率值Pij、Pji是先通过潮流计算得到电动汽车跳闸前的系统电压值Vi(i=1,2,...,n),再根据节点电压值计算得到:潮流计算:

其中,Pi=Pi,G-Pi,L,Qi=Qi,G-Qi,L;此时的负荷功率包括基础负荷pi,nev、qi,nev和并联补偿电容bi(i∈D)注入的无功功率,以及电动汽车的有功负荷pi,ev(i∈A)和无功负荷qi,ev(i∈A);其中电动汽车在节点i的无功负荷 为电动汽车负荷的功率因数;

潮流计算得到电动汽车负荷切除前的网络各节点电压值满足约束:

0.97<Vi<1.05,i=1,2,...,n

支路有功功率值:

其中,kij为支路变比;

节点i上并联的无功补偿电容满足约束:

bi=kibd,(i∈D)

其中,ki为节点i处投入的并联补偿电容组数。