1.一种分时电价下居民区电动汽车充电负荷不确定性的评估方法,基于电动汽车的出行统计特性,构建价格弹性分析的电动汽车充电负荷动态概率模型,以概率特性表征车主与分时电价之间响应关系的不确定性;通过信息熵和越限概率对负荷动态概率波动进行测度,进而评估居民区电动汽车充电负荷波动程度的不确定性以及小区配电变压器的过载风险,包含以下主要步骤:A、输入居民区电动汽车充电分时电价λi,i=1、2…24;电动汽车起始出行时刻TS、最后出行结束时刻TE、日行驶里程l的统计分布;
B、通过电动汽车的日行驶里程l,由式(1)求解得到电动汽车的充电时长TC:其中:P为电动汽车的充电功率,kW;U为百公里耗电量,kW·h/100km;η为充电效率;
为向上取整运算,1≤TC≤24;
C、通过拉丁超立方采样技术,设定采样规模为V,对电动汽车起始出行时刻、充电时长、最后出行结束时刻进行采样,得到采样矩阵E=[TS,TE,TC]T,其中TS、TE和TC分别为1×V维起始出行时刻向量、最后出行结束时刻向量、充电时长向量,E中每一列构成电动汽车的一个充电场景;
D、计算单辆电动汽车在充电场景v下对应的可充电时段数dv为:
其中:TS,v、TE,v、TC,v分别为TS、TE、TC向量中第v列元素,表示电动汽车在充电场景v中的起始出行时刻、最后出行结束时刻、充电时长;
E、在充电场景v下,由TS,v、TE,v、TC,v建立基于价格弹性分析的电动汽车充电负荷模型;
F、由半不变量法求解得到计及电动汽车时居民区负荷的各阶中心矩,利用Gram-Charlier无穷级数展开式求取居民区电动汽车充电负荷的概率分布函数,求解得到各时刻居民区电动汽车充电负荷的熵测度和配电变压器的越限概率,进而得出居民区电动汽车充电负荷波动程度不确定性的评估模型、小区配电变压器过载风险的评估模型。
2.根据权利要求1所述的分时电价下居民区电动汽车充电负荷不确定性的评估方法,其特征在于:所述步骤E中建立基于价格弹性分析的电动汽车充电负荷模型,由居民区电动汽车在充电场景v下的起始出行时刻TS,v、最后出行结束时刻TE,v、充电时长TC,v以及价格弹性系数ε建立电动汽车充电负荷模型的具体步骤如下:E1、由充电场景v下电动汽车的最后出行结束时刻TE,v,可求解出单辆电动汽车在充电场景v下对应的起始充电时刻TQ,v:TQ,v∈(TE,v,TE,v+dv) (3)其中:dv由式(2)求解得到;
E2、单辆电动汽车在充电场景v下起始充电时刻为TQ,v时的充电方案为:其中:N为充电场景v中可能的起始充电时刻TQ,v的个数; 为电动汽车在充电场景v下j时段的充电功率,1≤n≤N,其取值为:E3、单辆电动汽车在充电场景v下j时段所对应充电功率的一阶中心矩Cvj,1为:k阶中心矩Cvj,k,k≥2;
其中:pvj为单辆电动汽车在充电场景v下起始充电时刻为j时刻的概率,表示电动汽车车主与充电电价的响应关系,在充电费用较高时段,车主响应度较低,充电费用较低时段,车主有较高的响应度;
E4、pvj反应了电动汽车车主响应分时电价的不确定性,其求解式为:其中:ε为价格弹性系数;λr为r时刻居民区电动汽车所对应的充电分时电价,元/kW·h。
3.根据权利要求1所述的分时电价下居民区电动汽车充电负荷不确定性的评估方法,其特征在于:所述步骤F中求解各时刻居民区电动汽车充电负荷的熵测度和配电变压器的越限概率,进而可得出居民区电动汽车充电负荷波动程度不确定性的评估模型、小区配电变压器过载风险的评估模型;具体步骤如下:F1、设定居民区内电动汽车保有量为M辆,且不同的电动汽车充电行为相互独立,由中心极限定理可得单辆电动汽车在j时刻所对应充电功率的k阶中心矩Lk,j为:其中:Cvj,k由式(7)求解得到;
F2、通常可认为各时刻居民区总负荷包括居民区常规负荷和电动汽车充电负荷,设定居民常规负荷服从期望值为μ的正态分布,标准差δ为0.1μ,则居民区常规负荷的三阶及其多阶半不变量很小可忽略;j时刻居民区常规负荷的一阶、二阶半不变量为:其中:μj, 0≤j≤24;分别为居民区常规负荷在j时刻的期望值和方差;
F3、单辆电动汽车在充电场景v中j时段充电功率的k,k=1,2,3…;阶半不变量Dk,j为:其中:Lk,j为电动汽车在j时刻充电功率对应的k阶中心矩,由式(9)求解得到;
F4、根据半不变量的性质:相互独立随机变量的k阶半不变量满足齐次性与可加性,居民区总负荷功率在j时刻的k阶半不变量Bk,j为:其中:M为居民区内电动汽车的保有量,Dk,j由式(11)求解得到;
F5、根据居民区内各时刻总负荷功率的各阶半不变量可解得居民区总负荷功率在各时刻的各阶中心矩,再通过Gram-Charlier无穷级数展开求解得到各时刻居民区总负荷功率的概率分布函数F(x)以及电动汽车充电负荷的概率密度函数f(x);
F6、当居民区配电变压器过载程度达到60%时,变压器短时过载允许时间为0.75h,因此,居民区配电变压器过载风险的评估模型X为:X≤0.75 (14)其中:Y为居民区内配电变压器所承受过载负荷的限值,kW;Fj(Y)是j时刻居民区内负荷功率在变压器过载60%处的分布函数值;Fj(Y)由半不变量和Gram-Charlier无穷级数展开式求取;
F7、由j时刻的fj(x)可求解得到j时刻电动汽车充电负荷的信息熵Hj;信息熵Hj的计算公式为:Hj=-∫xfj(x)logfj(x)dx (15)其中:fj(x)为j时刻居民区电动汽车充电负荷的概率密度函数,x为不同时刻电动汽车的充电负荷,kW;
F8、居民区电动汽车充电负荷波动不确定性的熵测度评估模型为:
其中:Hδ为居民区电动汽车无序充电时充电负荷熵测度的标准差。