一种充电网络接入配电网的安全性评测方法及系统与流程

本发明涉及配电网的安全领域，具体涉及一种充电网络接入配电网的安全性评测方法及系统。
背景技术：
：随着全球对清洁能源的重视度持续增高，能源的清洁化也不再单指能源输入侧的清洁化，同时也包含能源输出侧的清洁，即能源终端设备的清洁化。电动汽车作为广泛应用于生产生活中的交通工具，以其特有的零排放、零污染、可灵活控制等特点成为清洁能源终端设备的代表性设备。但随着电动汽车及其配套建设的充电设施的逐渐增多，对于配电网的安全运行的影响也逐渐增大。首先。作为电力负荷，大规模的新负荷接入必然会对配电网电压、电流、频率等指标产生影响；其次，充电设施内含有大量电力电子整流器件，作为非线性负荷，大量的充电设施接入配电网势必会引起谐波分量及三相不平衡度的增大，除此之外，各地区充电网络情况不同及配电网建设基础不同，所以不能统一采用过于客观化的评测模型，因此如何评测不同地区充电网络对配电网的影响在相应的控制范围之内需要解决。技术实现要素：为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种充电网络接入配电网的安全性评测方法及系统。本发明提供的技术方案是：一种充电网络接入配电网的安全性评测方法，包括：基于评测参数和预先设定的评测指标计算评测指标值；基于所述评测指标值和预选构建的评测模型计算充电网络接入配电网的安全性指数；基于所述充电网络接入配电网的安全性指数对充电网络接入配电网的安全性进行评测。优选的，所述评测模型的构建，包括：以影响充电网络接入配电网安全性的准则作为准则层，以影响准则的评测指标作为方案层；基于评估数据分别计算所述准则层和方案层的权重系数；基于地区评测参数和预先设定的地区评测指标计算地区评测指标值；基于所述权重系数和地区评测指标值构建计算充电网络接入配电网的安全性指数的公式。优选的，所述基于所述权重系数和地区评测指标值构建计算充电网络接入配电网的安全性指数的公式，如下式所示：sev-m＝u1(v11δu+v12δf+v13δp)+u2(v21thdu+v22εu)+u3(v31αev+v32βev)式中：sev-m：充电网络接入配电网的安全性指数；ui：准则层权重系数；vij：方案层的权重系数，其中i和j均为系数，取值为1、2、3；δu：电压偏差率；δf：频率偏差率；δp：负荷裕量率；thdu：谐波畸变率；εu：三相不平衡度；αev：充电同时率；βev：充电设施建设率。优选的，所述地区评测指标包括：充电同时率和充电设施建设率；所述地区评测参数，包括：配电网负荷峰值、充电网络负荷峰值、充电设施规划建设量和充电设施保有量。优选的，所述基于地区评测参数和预先设定的地区评测指标计算评测指标值，包括：基于所述配电网负荷峰值和充电网络负荷峰值计算充电同时率；基于所述充电设施规划建设量和充电设施保有量计算充电设施建设率。优选的，所述基于配电网负荷峰值和充电网络负荷峰值计算充电同时率，如下式所示：式中；充电网络负荷峰值；配电网负荷峰值。优选的，所述基于充电设施规划建设量和充电设施保有量计算充电设施建设率，如下式所示：式中：充电设施规划建设量；充电设施保有量。优选的，所述以影响充电网络接入配电网安全性的准则作为准则层，包括：将线性特征评测、非线性特征评测和地区特征评测作为准则层。优选的，所述评测指标包括：电压偏差率、频率偏差率、负荷裕量率、谐波畸变率和三相不平衡度；所述评测参数，包括：电压值、频率、配电网最大负荷量、充电网络接入后全天配电网负荷的峰值、电压正序分量有效值、电压负序分量有效值、谐波幅值的有效值、基波幅值的有效值和谐波最高次数。优选的，所述基于评测参数和预先设定的评测指标计算评测指标值，包括：基于所述电压值和标称电压值计算电压偏差率；基于所述频率和标称频率计算频率偏差率；基于所述配电网最大负荷量和充电网络接入后全天配电网负荷的峰值计算负荷裕量率；基于所述电压正序分量有效值和电压负序分量有效值计算所述谐波畸变率；基于所述谐波幅值的有效值、基波幅值的有效值和谐波最高次数为获取的数据计算三相不平衡度。基于同一发明构思，本发明还提供了一种充电网络接入配电网的安全性评测系统，包括：第一计算模块，用于基于评测参数和预先设定的评测指标计算评测指标值；第二计算模块，用于基于所述评测指标值和预选构建的评测模型计算充电网络接入配电网的安全性指数；评测模块，用于基于所述充电网络接入配电网的安全性指数对充电网络接入配电网的安全性进行评测。优选的，所述安全性评测系统，还包括：构建模块，用于根据层次分析法构建评测模型；所述构建模块，包括：层次单元，用于以影响充电网络接入配电网安全性的准则作为准则层，以影响准则的评测指标作为方案层计算单元，用于基于评估数据分别计算所述准则层和方案层的权重系数，还用于基于地区评测参数和预先设定的地区评测指标计算地区评测指标值；构建单元，用于基于所述权重系数和地区评测指标值构建计算充电网络接入配电网的安全性指数的公式。与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：本发明提供的技术方案，基于评测参数和预先设定的评测指标计算评测指标值；基于所述评测指标值和预选构建的评测模型计算充电网络接入配电网的安全性指数；基于所述充电网络接入配电网的安全性指数对充电网络接入配电网的安全性进行评测，针对不同的地区构建不同的评测模型，通过评测模型进行充电网络接入配电网的安全性评测，解决了评测不同地区充电网络对配电网的影响在相应的控制范围之内的问题，提高了评测准确度。本发明提供的技术方案，采用层次分析法对不同地区的充电网络接入对配电网获得的评测数据进行分析，并计算各评测指标的权重系数，可以更好因地制宜的进行评测。本发明提供的技术方案，评测参数考虑了充电网络的多种负荷特性，制定充电网络接入配电网的安全性评测指标体系，使评测模型更加精细化，提高了评测结果的准确度。本发明提供的技术方案，由于针对待评测地区获取评测数据，可获得适宜本地区适用的运行安全性评测模型。附图说明图1为本发明中一种充电网络接入配电网的安全性评测方法的流程图；图2为本发明实施例中安全性评测方法的详细流程图；图3为本发明的评测指标体系图。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。图1为一种充电网络接入配电网的安全性评测方法的流程图，如图1所示，包括：步骤s1、基于评测参数和预先设定的评测指标计算评测指标值；步骤s2、基于所述评测指标值和预选构建的评测模型计算充电网络接入配电网的安全性指数；步骤s3、基于所述充电网络接入配电网的安全性指数对充电网络接入配电网的安全性进行评测。图2为本发明实施例中提供的安全性评测方法的详细流程图，如图2所示，包括：步骤1：设计专家调查问卷，发放给系统内多元化的专家群体进行问卷调查获取评测数据，包括学校、研究院等科研院所、地区调度人员、一线的运维人员及电动汽车服务公司的人员，或者召开上述人员的座谈会，以保证问卷调查的全面性；步骤2：利用层次分析法，对专家问卷结果进行分析，确定权重系数，具体方法如下：1)参与填写层次分析法(analytichierarchyprocess，ahp)调查表的电动汽车用户根据每个评价指标之间的相对重要程度及判断矩阵元素的标度，形成判断矩阵，其中判断矩阵元素的标度如表1所示。表1判断矩阵元素的标度方法2)根据调查问卷的统计结果形成判断矩阵，并求出判断矩阵的最大特征根λmax。3)计算其中n为判断矩阵的阶数，根据各判断矩阵的ci的值查表获得ri，并计算若cr＜0.1，则该判断矩阵满足一致性测试；如果cr＞0.1，则该判断矩阵不满足一致性测试，需要根据问卷结果重新形成判断矩阵。下面对准则层的评测指标进行层次分析法确定权重的过程进行举例说明：(1)对本地专家进行调查问卷或专家座谈会对准则层的三个评测目标进行打分，得到准则层判断矩阵a如下：(2)对判断矩阵a进行数据处理，首先进行列向量归一化，得到权重列向量u，(3)根据权重列向量u，求取最大特征根并进行一致性测验，(4)查表2得ri＝0.52，表2随机一致性指标n123456789ri000.520.901.121.241.321.411.45(5)满足一致性测试，则判断矩阵对应的权重系数可用，如下所示：u1＝0.633，u2＝0.26，u3＝0.107根据评测数据，按同样的方法获得方案层第一判断矩阵、方案层第二判断矩阵和方案层第三判断矩阵对应可用的权重系数；第一判断矩阵是根据影响线性特征评测的电压偏差率、频率偏差率和负荷裕量率生成的；第二判断矩阵是根据影响非线性特征评测的谐波畸变率和三相不平衡度生成的；第三层判断矩阵是根据影响地区特征评测的充电同时率和充电设施建设率生成的。步骤3：利用层次分析法确定的权重系数以及基于评测指标值计算充电网络接入配电网的安全性指数，如下：sev-m＝u1(v11δu+v12δf+v13δp)+u2(v21thdu+v22εu)+u3(v31αev+v32βev)式中：sev-m：充电网络接入配电网的安全性指数；ui：准则层权重系数；vij：方案层的权重系数，其中i和j均为系数，取值为1、2、3；δu：电压偏差率；δf：频率偏差率；δp：负荷裕量率；thdu：谐波畸变率；εu：三相不平衡度；αev：充电同时率；βev：充电设施建设率。如图3所示的评测指标体系图，获取各评测参数按预先设定的评测指标计算评测指标值，具体解释及其测算方法如下：(1)电压偏差电压偏差指供电系统在正常运行方式下，某一点的实际电压与系统标称电压之差与系统标称电压之比的百分数称为该点的电压偏差(voltagedeviation)。其数学表达式为其中，δu为电压偏差；ure为实际电压值；un为系统的标称电压值。(2)频率偏差频率(frequency)是电能质量的重要指标之一。要保证用户和发电厂的正常运行就必须严格控制系统频率，使系统的频率偏差控制在允许范围之内。频率偏差的大小的允许范围不仅体现了电力系统运行管理水平的高低，同时反映了一个国家工业发达的程度。电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值(50hz或60hz，我国采用50hz标准)之差称为系统的频率偏差。用公式表示为：其中，δf为频率偏差；fre为实际运行频率；fn为系统的标称频率。(3)配电网负荷裕度该指标为本发明新定义的评测指标，指的是当充电网络接入配电网后，当达到全天负荷峰值时与配电网可承担的最大的负荷量的差值比例，用公式表示为：其中，δp为负荷裕度；pmax为配电网最大负荷量；pev-max为充电网络接入后全天配电网负荷的峰值。(4)三相不平衡度电力系统的三相不平衡(或对称)是由于三相负载不平衡(或对称)以及系统元件参数的不对称所致。在研究不对称的三相电力系统时，广泛使用对称分量法，即将任何一组不对称的三相相量(电压或电流)分解成相序各不相同的三相对称的三相相量。电力系统在正常运行方式下，电量的负序分量有效值与正序分量有效值之比定义为该电量的三相不平衡度，用公式表示为：其中，εu为电压三相不平衡度；u1为电压正序分量有效值；u2为电压负序分量有效值。(5)谐波畸变率谐波(harmonic)的国际公认定义是：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。谐波的一个重要指标就是总谐波畸变率(thd)，定义为谐波引起的畸变波形偏离正弦波形的程度，是周期性交流量中的谐波含量的有效值与其基波分量的有效值之比(用百分数表示)，用公式表示为：其中，thdu为电压总谐波畸变率；uk为各次谐波幅值的有效值；u1为基波幅值的有效值；m为所考虑的谐波最高次数。(6)充电同时率充电同时率为本发明提出的新指标，表示充电网络的负荷峰值与配电网负荷峰值的比例，体现了充电网络的接入对于配电网安全性的冲击程度。用公式表示如下：其中，αev为充电同时率；为配电网负荷峰值；为充电网络负荷峰值。(7)充电设施规划发展率充电设施建设率是指该地区充电设施规划建设量与已有充电设施规模量之间的关系，表达由于不同地区充电网络的建设目标不同，对配电网运行安全性的影响也会有所区别。用公式表示如下：其中，βev为充电设施规划发展率；为该地区充电设施规划建设量；为该地区充电设施保有量。在实际计算的过程中，充电同时率和充电设施规划发展率每个地区是不一样的，而同一地区充电同时率和充电设施规划发展率是不变的，即用于计算地区评测指标的地区评测参数是不变的；地区评测指标包括：充电同时率和充电设施建设率；地区评测参数包括：配电网负荷峰值、充电网络负荷峰值、充电设施规划建设量和充电设施保有量。基于同一发明构思，本实施例还提供了一种充电网络接入配电网的安全性评测系统，包括：第一计算模块，用于基于评测参数和预先设定的评测指标计算评测指标值；第二计算模块，用于基于所述评测指标值和预选构建的评测模型计算充电网络接入配电网的安全性指数；评测模块，用于基于所述充电网络接入配电网的安全性指数对充电网络接入配电网的安全性进行评测。实施例中，所述安全性评测系统，还包括：构建模块，用于根据层次分析法构建评测模型；所述构建模块，包括：层次单元，用于以影响充电网络接入配电网安全性的准则作为准则层，以影响准则的评测指标作为方案层计算单元，用于基于评估数据分别计算所述准则层和方案层的权重系数，还用于基于地区评测参数和预先设定的地区评测指标计算地区评测指标值；构建单元，用于基于所述权重系数和地区评测指标值构建计算充电网络接入配电网的安全性指数的公式。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。当前第1页12