[发明专利]一种面向电动汽车群柔性充放电响应的主动配电网阻塞调度方法

说明书

技术领域

本发明属于配电系统优化调度技术领域，涉及到主动配电网中阻塞调度的策略，特别涉及主动配电网在电动汽车高渗透率情形下的阻塞调度问题。

背景技术

随着能源安全、环境污染和全球气候变暖的趋势日渐严重，风力发电和光伏发电等可再生能源发电以及需求侧的新起之秀电动汽车的发展越来越受到人们的关注。国际能源机构2009年预估2050年电动汽车的大规模接入电网，将使全球电力需求量增加10％。我国在2012年8月发布了《电动汽车科技发展十二五专项规划》对电动汽车将在2020年后实现大范围普及作了说明。所以未来的配电系统势必要实现对风电、光伏以及高渗透率电动汽车的兼容并包，向着主动配电网的方向发展。

电动汽车将会成为电网未来一种新型的重要负荷，其大规模接入将会对电力系统的运行与规划产生重要的影响，电动汽车作为需求侧新型负荷的代表对电力系统的影响主要在配电网层面。传统的配电网由于受到电力系统调度机构垂直管制和自身结构特点的影响，网络容量是足够承担配电网的用电需求而不会有阻塞现象发生。相比之下，含大规模电动汽车的主动配电网较传统配电网在组成成分和结构上发生了巨大的变化，如果不加控制的将大量电动汽车接入电网，其无约束或无引导的用电行为可能导致配电系统出现负荷尖峰和阻塞等问题，所以建立合理的主动配电网阻塞调度策略已成为保证配电系统安全经济运行的关键问题之一。

目前针对电动汽车引起的主动配电网阻塞管理主要可分为直接和间接两类方式。以网络重构、无功功率控制以及有功功率控制等为代表的直接阻塞管理，利用网架结构、FACTS以及直接减少负荷功率需求来达到解决阻塞的目的。根据各国电力市场模式的不同，间接阻塞管理机制主要包括：日前阻塞电价、日内影子价格、配电容量市场以及灵活服务市场。四种机制都将配电系统调度机构与电动汽车作为市场的参与者，利用电动汽车的负荷需求对价格的敏感度，以线路容量作为约束，通过调整电动汽车的充放电时机，达到既节省用户费用又解决系统阻塞的目的。但是，鉴于目前国内并不完全的电力市场，电价需要政府来制定，所以亟需一种符合国内电力市场的激励措施以充分发挥电动汽车作为柔性负荷所具备的灵活充放电时间转移能力来解决阻塞，维持配电系统的安全稳定性。

发明内容

本发明目的是在含有高渗透率电动汽车的主动配电网阻塞调度的过程中，提出一种能够同时计及主动配电网中间歇性可再生能源发电出力随机性的阻塞调度策略。针对主动配电网中电动汽车引起的阻塞问题，采用机会约束规划结合粒子群优化算法利用潮流追踪技术分析阻塞责任，通过引入对充放电服务费的调整实现对电动汽车群充放电的激励，以此达到引导电动汽车群充放电的效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种面向电动汽车群柔性充放电响应的主动配电网阻塞调度方法，包括以下步骤：

第一步，建立含有分布式电源和电动汽车群的主动配电网市场结构

充放电调度控制策略是充电控制效益实现的基础和先决条件，充放电优化求解变量维数的激增，对电动汽车进行集中控制将对调度部门的计算处理能力提出很高的要求。同时，允许用户参与电力市场的门槛通常为MW级，而单辆电动汽车并不能达到此容量级，因此由配电系统调度机构直接对每辆电动汽车进行充放电控制是不现实的。但是，根据主动配电网直接面临着用户侧响应的特点，有必要提出一种既能充分响应用户侧又能方便快捷地对每辆电动汽车的充放电实现控制的调度策略。

在主动配电网中引入电动汽车群Aggregator级别的电动汽车负荷，得到含有分布式电源和电动汽车群的主动配电网市场结构。通过引入Aggregator级别的电动汽车负荷，能够充分调动主动配电网中配电系统调度机构与需求侧的互动响应，实现电动汽车群参与电力市场竞争、支撑主动配电网运行的目标。

所述的主动配电网市场结构的主体为由配电系统调度机构和充放电设施运营商组成的双响应控制系统，双响应控制系统控制电能分配给电动汽车用户，既可以响应输电系统和需求侧，二者之间又可以互通信息。

第二步，建立满足一定置信水平的机会约束规划模型

未来的主动配电网面临着电动汽车高渗透率和市场化的双重考验。面对分时电价市场，充放电设施运营商会选择在电价较低的时段进行包括电动汽车充电在内的负荷用电，由此造成的负荷高峰会引起配电系统传输线路和变压器过载，负荷节点电压偏低等阻塞现象。