一种考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法与流程

本发明是一种考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法。

背景技术：

随着我国向清洁产业的重心转移，政府加大对电动汽车产业的支持。我国电动汽车产业将步入快速发展期，这也极大地推动了电动汽车充电站和充电桩的建设，大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。一方面，对于老旧居民区，现在的变压器容量是否能够满足电动汽车加入的需求；另一方面，对于新建的小区，常规的估算方法不再适用于电动汽车加入的情况。

国内外为应对大规模电动汽车接入配电网充电，降低其可能的负面影响，提出了不同的方法。建立了居民区电动汽车数量分布及单个居民区内电动汽车充电功率需求的数学统计模型，提出了居民区接纳电动汽车充电能力的评估方法。提出了网格选取法，以配电变压器的供电容量限制作为边界，将冗余功率划分为多个网格，在时间和功率两个维度上响应电动汽车的充电行为，实现有序充电策略。研究了一种在线控制和离线优化相结合的有序充电控制方法，通过有序充电控制器控制住宅区常规负荷和电动汽车充电负荷之和不高于功率限制值，并在当日控制时段结束后对此限值进行优化，通过计算电动汽车的充电优先级保证电动汽车最大程度地达到用户预期荷电状态。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法，以完成对居民区配电网变压器容量进行预测，保证居民区平稳安全用电。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法，按照如下步骤实现：

步骤s1：确定周期内居民区负荷曲线。当一个居民区成熟以后，其负荷特性也会稳定，以24小时为一个周期，获取电力用户用电信息采集系统中居民区用电负荷，绘制居民区的负荷曲线并根据实际情况进行重新绘制；

步骤s2：计算电动汽车日行驶里程。根据居民区住户数量n^r和居民区电动汽车渗透率α计算居民区电动汽车数量n^pev＝α*n^r。根据日行驶里程概率密度函数fd(x)计算居民区电动汽车日行驶里程的期望值e(x)；

步骤s3：计算居民区电动汽车总期望充电量。根据居民区电动汽车电池状态与电动汽车行驶里程的线性关系，计算居民区电动汽车电池状态的期望值e(s)，进一步计算得到居民区电动汽车总期望充电量q车；

步骤s4：确定居民区变压器容量是否满足电动汽车充电需求。选取居民区历史最大负荷日，以该居民区最高负荷值p高为标准，同每个采集点做差，累计差值为q差。通过比较q车与q差的大小确定居民区变压器容量是否满足电动汽车充电需求；

步骤s5：确定电动汽车接入的居民区变压器容量。当q车>q差时对居民区电压器进行扩容，计算需要增加的容量为p，确定电动汽车接入的居民区变压器容量p总。

在本发明一实施例中，所述步骤s1中周期内负荷曲线的确定是按照以下方式实现：从0时开始，每15分钟采集一次，一天总计96个采集点。考虑居民电动汽车充电，集中在19(第77个采集点)时至7时(次日第29个点)，将负荷曲线重新绘制。

在本发明一实施例中，所述步骤s2中日行驶里程概率密度函数式中μd＝3.20，σd＝0.88；居民区电动汽车日行驶里程的期望值

在本发明一实施例中，所述步骤s3中电动汽车电池状态与电动汽车行驶里程的线性关系为式中s表示电动汽车电池初始状态，d表示表示电动汽车每天行驶里程，dm表示电动汽车最大日行驶里程；居民区电动汽车电池状态的期望值e(s)＝1-e(d)/dm；居民区电动汽车总期望充电量q车＝e(s)*n^pev*c。

在本发明一实施例中，所述步骤s4中累计差值为q差为以该居民区最高负荷值p高为标准，同每个采集点负荷pi做差值的累加和，即

在本发明一实施例中，所述步骤s5中当q车<q差时表示居民区变压器能满足电动汽车接入后的充电需求，不必进行扩容；当q车>q差时表示需要对居民区变压器进行扩容，计算需要增加的容量为p＝(q车-q差)/12，确定电动汽车接入的居民区变压器容量p总＝p高+p。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出的一种考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法，基于削峰填谷的思想，考虑对居民区的负荷特性，优化充电策略，实行有序充电，对电动汽车的充电功率进行控制，完成了对居民区配电网变压器容量进行预测。

附图说明

图1是考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法流程图。

图2是居民区周期内用电负荷曲线图。

图3是居民区波峰差值图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种考虑电动汽车接入的居民区变压器容量预测方法，针对我国电动汽车产业将步入快速发展期，极大地推动了电动汽车充电站和充电桩的建设，大量电动汽车的充电行为将会给电网带来较大影响。首先，通过分析居民区用电负荷特性，绘制居民区周期内负荷曲线，计算得到居民区可用于电动汽车充电需求的能力；其次，通过分析居民区电动汽车行驶里程的概率分布计算出居民区电动汽车的日行驶里程；然后，根据居民电动汽车电池状态与电动汽车行驶里程的线性关系，计算居民区电动汽车电池状态的期望值，进一步计算得到居民区电动汽车总期望充电量；最后，通过比较日充电量需求与居民区负荷盈余之间的大小确定是否对居民区变压器进行扩容以及需扩容的容量。

具体的，如图1所示，按照如下步骤实现：

步骤s1：确定周期内居民区负荷曲线。当一个居民区成熟以后，其负荷特性也会稳定，以24小时为一个周期，获取电力用户用电信息采集系统中居民区用电负荷，绘制居民区的负荷曲线并根据实际情况进行重新绘制，如图2所示；

步骤s2：计算电动汽车日行驶里程。根据居民区住户数量n^r和居民区电动汽车渗透率α计算居民区电动汽车数量n^pev＝α*n^r。根据日行驶里程概率密度函数fd(x)计算居民区电动汽车日行驶里程的期望值e(x)；

步骤s3：计算居民区电动汽车总期望充电量。根据居民区电动汽车电池状态与电动汽车行驶里程的线性关系，计算居民区电动汽车电池状态的期望值e(s)，进一步计算得到居民区电动汽车总期望充电量q车；

步骤s4：确定居民区变压器容量是否满足电动汽车充电需求。选取居民区历史最大负荷日，以该居民区最高负荷值p高为标准，同每个采集点做差，累计差值为q差，如图3所示。通过比较q车与q差的大小确定居民区变压器容量是否满足电动汽车充电需求；

步骤s5：确定电动汽车接入的居民区变压器容量。当q车>q差时对居民区电压器进行扩容，计算需要增加的容量为p＝(q车-q差)/12，确定电动汽车接入的居民区变压器容量p总＝p高+p。

在本实施例中，所述步骤s1中周期内负荷曲线的确定是按照以下方式实现：从0时开始，每15分钟采集一次，一天总计96个采集点。考虑居民电动汽车充电，集中在19(第77个采集点)时至7时(次日第29个点)，将负荷曲线重新绘制。

在本实施例中，所述步骤s2中日行驶里程概率密度函数式中μd＝3.20，σd＝0.88；居民区电动汽车日行驶里程的期望值

在本实施例中，所述步骤s3中电动汽车电池状态与电动汽车行驶里程的线性关系为式中s表示电动汽车电池初始状态，d表示表示电动汽车每天行驶里程，dm表示电动汽车最大日行驶里程；居民区电动汽车电池状态的期望值e(s)＝1-e(d)/dm；居民区电动汽车总期望充电量q车＝e(s)*n^pev*c。

在本实施例中，所述步骤s4中累计差值为q差为以该居民区最高负荷值p高为标准，同每个采集点负荷pi做差值的累加和，即q差＝∑pi。

在本实施例中，所述步骤s5中当q车<q差时表示居民区变压器能满足电动汽车接入后的充电需求，不必进行扩容；当q车>q差时表示需要对居民区变压器进行扩容，计算需要增加的容量为p＝(q车-q差)/12，确定电动汽车接入的居民区变压器容量p总＝p高+p。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。