申请/专利权人：国网冀北电力有限公司智能配电网中心;东北电力大学

申请日：2021-11-15

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114400667B

主分类号：H02J3/06

分类号：H02J3/06;H02J3/14;H02J3/48;H02J3/46;G06Q10/0635;G06Q10/0637;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.05.13#实质审查的生效;2022.04.26#公开

摘要：一种交直流混合配电网安全风险评估方法，属于电力系统技术领域。本发明的目的是在同时考虑安全和经济等因素的情况下，有效降低交直流混合配电网运行风险，考虑新能源和需求响应负荷接入的交直流混合配电网安全风险评估方法。本发明步骤是：构建风光出力和EV时序概率分布模型，并用日行驶里程数代替了主观设定的多种类型EV的起始荷电状态；基于复杂网络理论，提出电压越限风险和支路功率过载运行风险等时序安全指标，并根据配电网的经济运行建立了经济风险和电网高效性风险指标。本发明有效的分配，配电网既安全又经济，在同时考虑安全和经济等因素的情况下，有效降低了配电网运行风险，对规划某区域内的EV容量有积极的指导意义。

主权项：1.一种交直流混合配电网安全风险评估方法，其特征在于：其步骤是：S1、构建风光出力和EV时序概率分布模型，并用日行驶里程数代替了主观设定的多种类型EV的起始荷电状态；影响不同EV充电负荷的因素可以总体归纳为电动汽车时间特性、空间特性和电池特性三个方面1时间特性方面：设定每辆EV每天只进行一次充放电行为，则EV接入电网的时间fsx与EV离开电网的时间fxx服从正态分布 其中μx、μs与σx、σs分别为早高峰与晚高峰正态分布函数的期望值和标准差；2空间特性方面：道路交叉节点用整数序列1，2，…，m表示，其中m为节点数，从节点i向节点j方向行驶的道路用有向边i，j表示，不同车型的车主会对应不同的出行目的，将城市区域分为四种，分别为住宅区、工作区、商业区及综合区，已知道路首末节点的全球定位系统定位经纬度坐标，由式7计算2个节点间的直线距离 温度.d.的变化除了会对电池的损耗造成影响之外，还会影响EV的空调率Don；将城市道路分为四个等级，分别为快速路、主干路、次干路以及支路，每种等级的道路在不同的交通路况下具有不同的车速v，其所对应的能耗如下所示： 对应于不同的温度时，空调开启率Don表示为：Don＝q1d3+q2d2+q3d+b19其中，q1、q2、q3及b1为拟合参数；开启空调时的单位距离能耗与空调关闭时的单位距离能耗比Drate表示为：Drate＝q4d+b22+b310其中q4、b2及b3为拟合参数，综上得，EV的单位距离能耗表示为： G为所有道路的集合，最短路径L表示为： 3电池特性方面：充电地点选择在单位停车场和晚上在居民区停车场，若在单位停车场充电，充电时长往往不超过3h，若在居民区停车场充电，充电时长则可延续到整晚，故选择常规充电模式，其选择何种充电方式主要受到时间以及地点的影响，公交车的运营时间、路线相对集中，可进行集中充电，在白天运营高峰期不安排充电，在中午换班午餐时段进行快速充电，在晚上下班后进行常规充电，由于出租车的休息时间有限，时间敏感性很高，但又需要及时补充电量，因此电动出租车选择快速充电模式；S2、基于复杂网络理论，提出电压越限风险和支路功率过载运行风险等时序安全指标，并根据配电网的经济运行建立了经济风险和电网高效性风险指标①短期安全风险指标：结合网络结构脆弱性和风险理论的电网短期安全风险评估模型，节点重要度综合考虑了节点度数、介数和节点所接常规负荷的比重，支路重要度以线路度数和介数进行衡量：ρv,i＝α1Dv,j+α2Bv,j+α3NPj13ρl,l＝β1Dl,k+β2Bl,k14其中，ρv,i、ρl,l分别为节点i的节点重要度、线路l的支路重要度；Dv,j、Bv,j分别为节点度数、介数；NPj为节点注入功率；Dl,j和Bl,j分别为线路度数、介数；α1、α2、α3分别为节点度数、节点介数、节点注入功率的权重系数，且有α1+α2+α3＝1；β1、β2分别为线路度数、线路介数的权重系数，且有β1+β2＝1；节点电压越限运行风险指标为： 其中，Rv,it为t时刻节点i的电压越限运行风险指标值；nv,it为t时刻节点i的电压状态数；pSv,j为第j个电压状态的概率；Sv,jt为t时刻节点i第j个电压状态的电压损失严重度；V及Vmax、Vmin分别为电压合格范围及其上下限的标幺值；线路功率越限风险指标为： 其中，Rl,lt为t时刻线路l的功率越限风险指标值；nl,lt为t时刻线路l的潮流状态数；pSl,k为第k个潮流状态的概率；pSl,k为t时刻线路l第k个潮流状态的电压损失严重度；Ll为线路l的实际有功与额定有功的比值；RSRI表征系统运行短期综合安全风险系数，表征配电网系统节点电压越限及其分布不确定性引起的电压风险，表征配电网系统支路功率越限及其分布不确定性引起的潮流风险，则有： 其中，γ1、γ2为安全风险权重系数，且有γ1+γ2＝1；②经济风险指标：DG和EV充电负荷接入配电网的经济风险指标ERI由线损风险ELLR和经营损益风险EPLR两部分组成CERIt＝CELLRt-CEPLRt20CELLRt＝CpricetPlosst21 其中，CERIt为t时刻配电网的ERI值；CELLRt、CEPLRt分别为t时刻配电网的ELLR、EPLR指标值；Cpricet为t时刻配电网的电价；Plosst为t时刻配电网的网损功率；Cenvt为t时刻配电网所得补贴收益；分别为t时刻第i′台DG的运营维护成本、售电收益；N为DG的数量；为t时刻第i′台DG单位功率的时变电价；为t时刻第i′台DG的有功输出功率；n为DG的种类数量；μi′为第i′台DG单位功率的维护成本；为t时刻节点m第i'种DG的有功输出功率；PWDGt、PWODGt分别为t时刻DG接入前、后配电网从大电网获取的功率；Mj为配电网单位发电功率的第j类污染气体排放系数；Cj为第j类污染气体的治理费用；m′为污染气体的类别数。

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