含电动汽车的配电网区间优化研究

发布时间：2021-03-24 08:54

随着石油资源的衰竭以及全球环境的日益恶化，发展具有低碳、节能特点的电动汽车已成为人类社会实现可持续发展的自然选择。但是电动汽车负荷充电行为具有很强的随机性，大规模电动汽车的无序充电行为会同时在时间维度和空间维度上对配电网造成剧烈的冲击，需要合理调整配电网的运行方式来减弱冲击对系统的影响。本文围绕电动汽车并网优化方案，在时间维度、空间维度和时空维度方面分别展开研究。首先，为了准确描述电动汽车负荷的不确定性，本文采用区间分析方法来替代传统的确定性分析方法。在区间分析法基础上，分别推导了区间前推回代潮流、区间支路交换法重构以及区间数大小比较等公式，为后续各维度优化方案的研究奠定基础。其次，在时间维度上对电动汽车充电站的容量进行研究。针对电动汽车因无序充电而造成的“峰上加峰”现象，提出充电站时段限容优化策略。策略以电压偏移量为约束条件，在各时段内对充电站的充电容量进行限制，从而实现改善负荷曲线、稳定系统电压及降低系统网损的目的。为充分考虑用户侧的充电需求，本文引入充电站网损灵敏度和充电站用户密度作为参考进行优化，算例分析结果表明该策略可以有效地减弱电动汽车充电行为对配网的冲击。再次，在空间维度上提出一种基于区间算法的动态重构策略，通过改变网络拓扑的方式改善含电动汽车配电网的运行状态。策略首先逐时段分析电动汽车的充电行为并以网络损耗最小为目标函数分时段优化网络拓扑，然后为了满足优化的经济性，策略按照动态降损参数从大到小的顺序依此判定各个时段的合并方向，直至满足总开关约束为止。经验证该策略可以在不影响用户需求的前提下，抬升系统电压并降低系统损耗，有助于配电系统的安全经济运行。最后，综合考虑电动汽车无序充电在时空双维度的影响，提出一种基于区间算法的时空结合优化方案。方案以时间维度优化中电动汽车充电站的网损灵敏度和空间维度优化中最优网络拓扑之间的联系作为基础，以网损曲线均值与波动最小为目标函数，反复进行限容策略与重构策略的联合迭代。算例分析结果表明，，方案可以有效地改善并网后系统的电压曲线及网损曲线，与时间维度或空间维度的独立优化相比较，具有更好的优化效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72;TM73

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题的研究背景及目的意义

1.2 课题在国内外的研究现状

1.2.1 区间分析在电力系统中的应用现状

1.2.2 电动汽车并网的影响及优化现状

1.3 本文的主要研究工作

第2章时间维度的电动汽车并网优化策略

2.1 引言

2.2 基于区间算法的配电网潮流计算

2.2.1 传统的前推回代法

2.2.2 基于区间算法的前推回代法

2.3 时间维度优化策略

2.3.1 用户信息采集策略

2.3.2 时段最大充电容量策略

2.3.3 优化比例分配策略

2.4 算例分析

2.4.1 算例模型设计

2.4.2 电动汽车无序充电的分析

2.4.3 时段限容优化策略的分析

2.5 本章小结

第3章空间维度的电动汽车并网优化策略

3.1 引言

3.2 基于区间算法的配电网静态重构

3.2.1 基于区间算法的支路交换法

3.2.2 区间数的比较

3.3 空间维度优化策略

3.4 算例分析

3.4.1 电动汽车无序充电的分析

3.4.2 动态重构优化策略的分析

3.5 本章小结

第4章时空结合的电动汽车并网优化方案

4.1 引言

4.2 时空结合双维度优化方案

4.3 算例分析

4.3.1 IEEE33 配电系统算例的分析

4.3.2 某地区 11kV 配电系统算例的分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

【参考文献】