[发明专利]一种配电网电动汽车接纳能力定量评估的概率方法

说明书

本发明公开了一种配电网电动汽车接纳能力定量评估的概率方法，该方法是通过中值拉丁超立方采样，建立配电网节点负荷半不变量、电动汽车充电需求半不变量，利用概率潮流方法来分析配电网在给定的置信水平下的接纳能力。具有计算效率高、仿真精度高、实用性强的优点，适用于大规模电动汽车接入情况下的配电网接纳能力分析。

技术领域

本发明涉及一种配电网电动汽车接纳能力定量评估的概率方法，属于配电网接纳电动汽车技术领域。

背景技术

目前，电动汽车以其节能、环保、低噪声的优势成为了汽车产业发展的新方向，大多数电动汽车将会直接接入配电网进行充电，由于电动汽车充电负荷的不确定性，大量电动汽车接入电网将会给电网的安全稳定运行带来新的影响，这些影响包括：配电网节点电压越限、支路电流越限、变压器过载等。其中，电压越限是电动汽车充电负荷对配电网最严重的影响，因此，基于节点电压约束，定量评估配电网对电动汽车的接纳能力对配电网运行人员监控系统运行状态，指导电动汽车发展具有重要意义。

在对配电网接纳电动汽车能力的分析中，基于半不变量法的概率潮流应用并不广泛，概率潮流可用于分析配电网接纳电动汽车能力，且具有计算速度快、精确度高的优点。现有的方法大多数采用蒙特卡洛模拟的方法来产生电动汽车的不确定性充电需求，这种方法在产生随机样本时容易缺乏全局代表性，且无法计及充电延时等对电动汽车充电需求不确定性的影响；当电动汽车规模较大时，这种基于蒙特卡洛抽样的确定性潮流算法计算速度会受到限制。另外，有些现有的方法利用小概率事件思想，认为约束条件满足正态分布的‘3σ’原则即可，这种方法只适用于电网负荷波动不大的情况，且无法准确分析电网负荷波动对接纳能力的影响。

发明内容

针对传统配电网接纳电动汽车能力评估方法的不足和缺陷，本发明专利目的是提供一种考虑电动汽车充电负荷不确定性和节点负荷不确定性，基于中值拉丁超立方采样，利用半不变量法概率潮流，在给定置信水平下，分析配电网接纳电动汽车能力的方法。该方法具有计算效率高、仿真精度高、实用性强的优点，适用于大规模电动汽车接入情况下的配电网接纳能力分析。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种配电网电动汽车接纳能力定量评估的概率方法，包括步骤如下：

步骤1：读入配电网节点负荷参数、支路参数、电动汽车充电起始时刻荷电状态参数、充电结束时刻荷电状态参数、日行驶里程参数、充电时间概率分布参数，给定置信水平；

步骤2：初始化电动汽车规模N，建立节点负荷半不变量模型、电动汽车规模为N时的充电需求半不变量模型，建立配电网节点注入随机功率的各阶半不变量式中表示节点j的注入随机功率的ν阶半不变量，表示节点j的常规负荷的ν阶半不变量，表示节点j接入的电动汽车充电需求的ν阶半不变量；

步骤3：调用概率潮流计算程序，判断配电网运行约束条件是否成立，若成立，转至步骤4；否则转至步骤5。

步骤4：判断是否达到最大置信水平，若达到给定的最大置信水平，转至步骤7；如果大于最大置信水平转至步骤5，如果小于最大置信水平转至步骤6。

步骤5：减少电动汽车规模，重新建立电动汽车充电需求的各阶半不变量，并建立配电网节点注入功率的各阶半不变量转至步骤3。

步骤6：增加电动汽车规模，重新建立电动汽车充电需求的各阶半不变量，并建立配电网节点注入功率的各阶半不变量转至步骤3。

步骤7：输出该置信水平下配电网接入电动汽车的规模。

作为优选方案，所述建立节点负荷半不变量模型，在给定的负荷水平下，配电网节点负荷的半不变量模型建立过程如下：

2.1计算节点负荷有功、无功功率概率密度函数：

系统节点负荷有功功率服从正态分布，其概率密度函数为：