一种城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法与流程

文档序号:24289421发布日期:2021-03-17 00:37阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法,其特征在于,包括:

基于出行链和蒙特卡洛方法对城市电动汽车充电负荷建模;

建立配电网对电动汽车接纳能力评估方案;

对评估方案的指标矩阵进行标准化处理,在衡量与理想值的接近程度的度量方面采用欧氏距离进行度量,并采用描述评价对象之间关系紧密程度的灰色关联度、衡量各方案与理想解整体贴近程度的群体效用值以及描述各方案中最劣指标偏离程度的个体偏差值进行综合评估,并根据综合评估标准进行方案接纳能力优先级排序;

根据优先级排序的结果确定最优的方案。

2.如权利要求1所述的城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法,其特征在于,所述的基于出行链和蒙特卡洛方法对城市电动汽车充电负荷建模包括:

生成出行链模型:

出行链中起点和终点分别由h、w、c、r、o表示,t0为用户起始出行时刻;为用户从起点si行驶至终点di的行驶时间;为在目的地di的驻留时间;为第i次行程的行驶距离;gtc为电动汽车出行时空特征量的集合,可由式(1)描述:

i∈{1,2,3,4,5};si,di∈{h,w,c,r,o}

对电动汽车耗电量作简化处理:

车辆行驶过程中其电池耗电量以及达到目的地时的电池电量可由式(2)-(4)确定:

式中,e0为电动汽车单位里程耗电量;为车辆从si行驶至di的总耗电量;bev为车辆电池容量;

采用蒙特卡洛法对目标区域内所有电动汽车进行建模,针对不同充电需求的用户采取不同的充电决策,分别统计其充电时长及充电负荷,继而得到总的充电需求时空分布。

3.如权利要求1所述的城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法,其特征在于,所述的建立配电网对电动汽车接纳能力评估方案包括:利用理想点逼近法对以不同方式接入充电负荷时的配电网接纳能力进行评估,分别选取六项评估指标;

电压偏移不越限率t1:

配电网接入电动汽车充电负荷后配电网中节点电压不越限的节点数与节点总数的比例,该指标用于评估电动汽车充电负荷接入后各节点的电压偏移是否满足相关技术标准:

其中,nv、n分别为配电网中满足电压偏移标准的节点数和系统的节点总数;

节点无功不达标率t2:

配电网接入电动汽车充电负荷后各节点的功率因数无法达到无功配置所需标准的节点数与节点总数的比例,该指标用于评估电动汽车充电负荷接入后各节点的无功是否达标:

其中,nq、n分别为配电网中达到无功标准的节点数和节点总数;

网络安全运行指标s1:

配电网接入电动汽车充电负荷后产生的电流值超越该线路的安全载流量的线路数量与线路总数的比例,该指标用来评估充电负荷接入后网络中单回线路是否满足安全运行标准:

其中,lout、l分别为配电网中超出网络中最大电流安全运行区间的线路数和线路总数;

负载率s2;

配电网接入电动汽车充电负荷后配电变压器或线路在短时间内的平均负荷与最大负荷的比值,该指标用于评估充电负荷接入后短时间内对配电网安全运行的影响:

其中,pav、pmax分别为配电网中短时平均负荷与产生的最大负荷值;

网损值e1:

配电网接入电动汽车充电负荷后各条线路的有功损耗之和,该指标用于评估充电负荷接入后对配电网运行经济性的影响;

其中,pi、qi分别为线路i的有功与无功功率;ri为线路i的及其相连设备的电阻;ui为线路i的电压;

附加无功耗费e2:

配电网接入电动汽车充电负荷后为了保证功率因数在一个相对合理的值进行无功补偿所产生的额外费用

e2=η·qneed(10)

其中,η为补偿单位容量的无功补偿时所必需投资;qneed为电动汽车充电负荷接入后所需的无功补偿容量。

4.如权利要求1所述的城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法,其特征在于,所述的对评估方案的指标矩阵进行标准化处理,在衡量与理想值的接近程度的度量方面采用欧氏距离进行度量,并采用描述评价对象之间关系紧密程度的灰色关联度、衡量各方案与理想解整体贴近程度的群体效用值以及描述各方案中最劣指标偏离程度的个体偏差值进行综合评估,并根据综合评估标准进行方案接纳能力优先级排序包括:

将决策矩阵x按照式(11)-式(13)进行规范化,并将综合指标综合权重与标准化的决策矩阵相乘,得到加权规范化矩阵y

其中,amax,j、amin,j为第j个指标的最大值和最小值;aij表示方案i中第j个指标;bij为方案i中第j个指标的标准化形式;q1、q2为中间型指标所在区间的边界值;

y=(yij)m×n=(kjcij)m×n(14)

根据加权规范化矩阵确定正、负理想解,其中正、负理想参考值的选取方式如下:

计算评估方案与正、负理想解之间的贴近度:

通过分别计算欧式距离、灰色关联度、群体效用值以及个体偏差值用来衡量各方案到正、负理想解的贴近程度,将各方案按照贴近优先程度进行排序;

欧氏距离:用以计算不同方案与理想解之间的距离;

灰色关联度:用以计算不同方案与理想解之间的关联程度;

灰色关联系数:

灰色关联度:

群体效用值:用以计算不同方案与正理想解方案的接近程度;

个体偏差值:用以计算每个方案下最劣指标与理想指标之间的偏差程度;

bi为个体偏差值。

5.如权利要求1所述的城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法,其特征在于,所述根据优先级排序的结果确定最优的方案包括:

从距离和相似度层面上看,可将欧式距离和灰色关联度进行综合,首先将正、负欧式距离和灰色关联度根据用户评判偏好进行两两综合得到正理想距离和负理想距离计算公式如式(21)-式(22)所示:

其中,α、β为用户进行评估时的偏好系数;

正理想距离中,当距离负理想解的欧氏距离越远且与正理想解的关联度越高,即越大,说明待评估方案与理想解的相似程度越高;反之,负理想距离越大,说明待评估方案与负理想解的相似程度越近,此方案下配电网的接纳能力越差;将正、负理想距离进行综合得到不同方案与理想解的相对距离,如式(23)所示:

从贴近度和个体偏差的角度上来看,可将群体效用值和个体偏差值综合得到两者的折衷系数qi,通过折衷系数衡量接纳能力,如式(24)所示:

折衷系数在体现方案与理想方案之间的贴近程度的同时,反映出最劣的个体指标与立项指标之间的偏差程度,折衷系数越小说明此方案与理想方案之间的贴近程度越近,个体偏差程度越小,方案下配电网的接纳能力越高。


技术总结
本发明公开了一种城市配电网对电动汽车的接纳能力评估方法,包括:基于出行链和蒙特卡洛方法对城市电动汽车充电负荷建模;建立配电网对电动汽车接纳能力评估方案;对评估方案的指标矩阵进行标准化处理,在衡量与理想值的接近程度的度量方面采用欧氏距离进行度量,并采用描述评价对象之间关系紧密程度的灰色关联度、衡量各方案与理想解整体贴近程度的群体效用值以及描述各方案中最劣指标偏离程度的个体偏差值进行综合评估,并根据综合评估标准进行方案接纳能力优先级排序;根据优先级排序的结果确定最优的方案。

技术研发人员:李凡;吴裔;田英杰;郭乃网;张开宇;魏新迟;张美霞;孙铨杰;吴子敬;杨秀
受保护的技术使用者:国网上海市电力公司;华东电力试验研究院有限公司;上海电力大学
技术研发日:2020.12.22
技术公布日:2021.03.16
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