[发明专利]一种计及路灯充电桩的城市配电网电压控制方法

权利要求书

1.一种计及路灯充电桩的城市配电网电压控制方法，其特征在于：本方法增加了路灯充电桩在城市配电网电压控制中的作用，将通过路灯充电桩的电动汽车充放电作为电压控制的手段之一，包括以下步骤：

S01)、计算计及城市配电网中含路灯充电桩的各节点电压，判断配电网中各节点电压是否越限，若在电压期望值内，直接输出各节点电压值，若出现越限节点，进行下一步；

S02)、进行一级调压，调度中心预估系统内有载调压变压器分接头档位和电容器投切组数投入最大时的电压恢复情况，若预估后电压可回升至规定范围内，以该项措施为动作成本最小为目标建立调压模型，得出最优动作情况；

S03)、若预估电压未能回升至规定范围内，则考虑配电变压器经济容量的限制，将通过路灯充电桩运行在V2G模式下的电动汽车参与电压调控，V2G模式指电动汽车与电网互动模式；

步骤S03)具体为：将通过路灯充电桩运行在V2G模式下的电动汽车参与电压调控时考虑用户本身行为习惯，根据统计数据拟合得出电动汽车用户日行驶里程d的概率密度函数为：μ_d为日行驶里程期望值，σ_d为日行驶里程标准差；假设车主在某日外出返回时有一定的概率会开始充电，若充电则充满为止，则外出返回开始充电时刻满足的概率分布密度与充电持续时间的概率分布密度分别如公式7和8所示，式中，σ_s为充电时刻标准差，μ_s为EV充电时刻期望，x为开始充电时刻，P_sec为单辆电动汽车充电功率，采用蒙特卡洛法模拟得到系统中每一个时段电动汽车充电总负荷的期望，得知电动汽车充电负荷功率的时段分布不均，波动幅度较大；

以变压器的负荷率在0.5～0.6时对应的变压器容量称为经济容量，若城市供电网络中某节点设有M辆电动汽车可通过改造后的路灯充电桩充放电，每辆电动汽车相互独立，在某一时段t内，电动汽车的充放电总功率P_{LED_EV,t}为接入配电网的电动汽车充放电功率之和，

考虑道路照明时间的特殊性与节能性，结合路灯改为LED后变压器的升压器的剩余容量，分别对白天和晚间的电动汽车充电总功率进行限制，白天时电动汽车充电总功率的电压器容量应不大于其自身60％容量，即白天路灯关闭时可通过路灯充电桩充电的电动汽车总功率P_{LED_EV_tch}为：

0＜P_{LED_EV_tch}＜60％P_TL-P_{LDi_t} (10)，

式中，P_TL为变压器有功容量，S_TL为变压器容量，为功率因数，P_{LDi_t}为白天t时刻节点i上常规负荷有功消耗功率；

夜晚路灯全部运行时可通过路灯充电桩充电的电动汽车总功率P_{LED_EV_tnch}为：

P_TL-P_LED-P_{LNi_t}＜P_{LED_EV_tnch}＜60％P_TL (11)，

式中，P_LED为LED路灯消耗功率，P_{LNi_t}为晚间t时刻节点i上常规负荷有功消耗功率；

将参与配电网调控的电动汽车作为激励性的需求响应，将其作为确定量参与集中调度，假设电动汽车在运行时的消耗总电量为定值，系统则可在各时段根据电网功率需求对其进行调控，以μ表示用户的需求响应参与意愿，即考虑用户参与需求响应的负荷值占原始负荷值的比例，因此，负荷特性可表示为：

(1-μ)P_{LED_EV0,t}≤P_{LED_EV,t}≤P_{LED_EV0,t} (12)

式中，P_{LED_EV0,t}为t时刻通过路灯充电桩充放电的电动汽车负荷原始值，0＜μ＜1；

调度中心根据建立的路灯充电桩-电动汽车负荷模型以及考虑需求响应的负荷特性，可以确定每一时段内可调控的电动汽车充放电功率；

S04)、建立以通过路灯充电桩充放电的电动汽车成本以及有载调压变压器和电容器调控成本最小为目标的电压控制模型，电动汽车成本考虑配电变压器容量、用户需求响应和路灯运行时间特性，求解得出系统内可控资源的合理配置。