一种考虑EV充放电与SOP拓扑重构的直流配网协同优化方法

本发明涉及配电网，具体地说，涉及一种考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法。

背景技术：

1、在规模化ev等直流负荷接入直流配网的优化研究中，ev以负荷形式接入电网进行充电，必然会导致末端节点电压的降落，并且会增加网络损耗。同时，ev也可以作为分布式电源设备向电网输送电能，帮助缓解电网的用电负荷压力和无序充电带来的影响，从而达到削峰填谷的目的。sop作为一种全控型的电力电子器件，可以实现电能转换、潮流控制和故障隔离等作用。考虑到sop建设成本大以及控制过程复杂，因此在进行实际工程建设前有必要确定sop接入的最佳位置和数量，从而保证直流配网能够可靠且经济运行。在解决规模化ev等直流负荷接入直流配网优化方面，ev进行放电与sop改变拓扑结构都可以实现直流配网性能指标的优化，因此，可以同时考虑两者在系统优化方面的协同作用。

2、为了更好的减小规模化ev等直流负荷接入直流配电网的影响，有必要同时考虑ev的车网互动特性与sop对潮流分布的调控特性，探究一种考虑ev充放电和sop接入的协同优化方法，更好地降低直流配网的系统网损、总电压偏差等系统性能指标；另一方面，从ev用户或运营商主体考虑，该方法也能够保证ev用户通过参与充放电来获取更高的收益，因此，我们提出一种考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法。

技术实现思路

1、本发明之目的在于提供一种考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，提供一种考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，包括如下方法步骤：

3、s1、判定ev能否进行放电；

4、s2、对能够放电的ev进行规模化ev充放电与sop拓扑重构的协同优化，进而得到最佳的充电计划与放电计划；

5、s3、以最佳的充电计划与放电计划为基础，建立以配网系统损耗、总电压偏差、用户收益为多目标的双层优化模型；

6、s4、建立修改的ieee 33节点直流系统仿真模型，验证所提出的直流配网协同优化方法能够有效地降低系统网损、总电压偏差等系统性能指标以及提高ev用户的收益。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述s1判定ev能否进行放电，其方法步骤如下：

8、s1.1.1、考虑参与放电时ev的电池剩余电量是否达到可以放电的要求；

9、s1.1.2、对于满足放电要求的ev，车主主观上控制ev是否参与放电。

10、作为本技术方案的进一步改进，所述s2进行规模化ev充放电与sop拓扑重构的协同优化，其方法步骤如下：

11、s2.1.1、确定sop拓扑重构的约束条件；

12、s2.1.2、确定改造后的直流sop模型；

13、s2.1.3、建立sop等效模型。

14、作为本技术方案的进一步改进，所述s2.1.1确定sop拓扑重构的约束条件包括：sop两端的有功功率约束条件与sop两端的容量约束条件。

15、作为本技术方案的进一步改进，所述s2.1.2确定改造后的直流sop模型，基于传统交流系统中使用的双端口sop模型，把两个交流的电压源换流器都改造为适应直流配电需求的直流-直流变换器，从而得到改造后的直流sop模型。

16、作为本技术方案的进一步改进，所述s2.1.3建立sop等效模型，将sop看作为改变电压型潮流控制器，通过分析潮流控制器对直流配电网潮流的影响，将其外特性与一个变比可调的直流变压器进行等效，从而得到sop等效模型。

17、作为本技术方案的进一步改进，所述s3建立以配网系统损耗、总电压偏差和用户收益为多目标的双层优化模型，上层模型以配网系统损耗、总电压偏差、用户收益为多目标优化函数，下层模型以配网系统损耗最低为目标。

18、作为本技术方案的进一步改进，所述上层模型包括建立配网系统损耗pt,loss最小化模型、建立总电压偏差fq的数学模型以及建立ev用户收益fe的数学模型。

19、作为本技术方案的进一步改进，所述下层模型以配网系统损耗最低为目标，采用模拟退火法对直流配电网sop接入位置和数量进行寻优。

20、作为本技术方案的进一步改进，所述s4建立修改的ieee 33节点直流配电系统，来分析验证所提出规模化ev充放电与sop拓扑重构的协同优化方法的可行性。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果：

22、该考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，首先对ev的电池剩余电量进行判断，对于满足放电要求的ev，再由车主主观上控制ev是否参与放电，实现对ev电池的保护，防止其过度放电造成电池损坏，利用ev移动储能特性和sop调控潮流分布特性，通过调节两侧馈线的功率交换，能够直接影响电力系统的潮流分布，通过调节功率交换来维持或改变节点电压，从而优化系统的电压分布，能够更好地降低直流配网的系统网损、总电压偏差等系统性能指标，利用算法求解出上层模型中每个放电站接入的最佳ev放电功率以及下层模型中sop接入的最佳位置和数量，从而提高ev用户的收益，以修改的ieee 33节点直流系统算例来具体验证所提出直流配网协同优化方法的有效性，发明结果对规模化ev等直流负荷接入直流配网优化技术研究具有指导意义。

技术特征：

1.一种考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s1判定ev能否进行放电，其方法步骤如下：

3.根据权利要求1所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s2进行规模化ev充放电与sop拓扑重构的协同优化，其方法步骤如下：

4.根据权利要求3所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s2.1.1确定sop拓扑重构的约束条件包括：sop两端的有功功率约束条件与sop两端的容量约束条件。

5.根据权利要求3所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s2.1.2确定改造后的直流sop模型，基于传统交流系统中使用的双端口sop模型，把两个交流的电压源换流器都改造为适应直流配电需求的直流-直流变换器，从而得到改造后的直流sop模型。

6.根据权利要求3所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s2.1.3建立sop等效模型，将sop看作为改变电压型潮流控制器，通过分析潮流控制器对直流配电网潮流的影响，将其外特性与一个变比可调的直流变压器进行等效，从而得到sop等效模型。

7.根据权利要求1所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s3建立以配网系统损耗、总电压偏差和用户收益为多目标的双层优化模型，上层模型以配网系统损耗、总电压偏差、用户收益为多目标优化函数，下层模型以配网系统损耗最低为目标。

8.根据权利要求7所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述上层模型包括建立配网系统损耗pt,loss最小化模型、建立总电压偏差fq的数学模型以及建立ev用户收益fe的数学模型。

9.根据权利要求7所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述下层模型以配网系统损耗最低为目标，采用模拟退火法对直流配电网sop接入位置和数量进行寻优。

10.根据权利要求1所述的考虑ev充放电与sop拓扑重构的直流配网协同优化方法，其特征在于：所述s4建立修改的ieee 33节点直流配电系统，来分析验证所提出规模化ev充放电与sop拓扑重构的协同优化方法的可行性。

技术总结
本发明涉及配电网技术领域，具体地说，涉及一种考虑EV充放电与SOP拓扑重构的直流配网协同优化方法。其包括判定EV能否进行放电；对能够放电的EV进行规模化EV充放电与SOP拓扑重构的协同优化，进而得到最佳的充电计划与放电计划；以最佳的充电计划与放电计划为基础，建立以配网系统损耗、总电压偏差、用户收益为多目标的双层优化模型；建立修改的IEEE 33节点直流系统仿真模型，验证所提出的直流配网协同优化方法能够有效地降低系统网损、总电压偏差等系统性能指标以及提高EV用户的收益。本发明通过考虑EV的车网互动特性与SOP对潮流分布的调控特性，考虑EV充放电和SOP接入的协同优化方法，从而降低直流配网的系统网损、总电压偏差等系统性能指标。

技术研发人员：康永强,鲁港,毛宁,刘杰,李行龙,陈猛,李帅兵,李宏伟,董海鹰
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/10