[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

说明书

本发明公开一种计及路灯充电桩的城市配电网电压控制方法，考虑利用负荷侧的可控负荷特性进行针对城市配电网的电压调控，当出现负荷消耗功率不平衡时，可利用电动汽车V2G运行模式充放电，作为系统的电压控制手段；考虑路灯的运行时间，通过路灯充电桩尽可能充分利用配变容量，提高配变经济容量的利用；综合利用系统内通过路灯充电桩充放电的可控负荷特性、有载调压变压器以及电容器的调压能力，可有效减少有载调压变压器和电容器的设备损耗，避免其余无功补偿设备的投运，减少投资成本，保证电压快速恢复，提高整体策略的经济性。

技术领域

本发明涉及一种城市配电网电压控制方法，具体是一种计及路灯充电桩的城市配电网电压控制方法，属于电力系统配电网电压控制领域。

背景技术

在目前配电网中，影响电压水平的不确定因素多为负荷波动，而大规模电动汽车接入配电网，其充电和放电将会加大配电网的节点电压偏差、降低配电网的电能质量。电动汽车的快速发展为电力系统的安全和经济运行带来了新的挑战，增加电动汽车充电桩是必然的发展趋势，将其与路灯相结合更能减少占地空间提高使用效率。在未来的配电系统中，负荷渗透率将会逐渐增加，使得电压波动、越限等问题更加突出，用户对供电质量和安全可靠性要求将不断提高，配电网的供电质量问题也严重影响着重要用户供电安全。因此，需要更为有效的电压控制方式维持电压水平。

为解决以上问题而大力改造和新建配电网络在技术、资金和效益上都存在相当的难度，目前电压控制方式大多为传统调压方法，如增加无功补偿装置、改变变压器分接头档位等，但考虑有载调压变压器和电容器组在动作时会产生一定的设备损耗并影响使用年限，若动作次数或投切组数过多，则会降低其使用率。电动汽车规模的逐渐增大，虽接入电网的大规模路灯充电桩无序充电对电网产生巨大影响，但电动汽车与电网互动(Vehicleto Grid，V2G)概念的提出，为配电网电压控制提供了新的调节手段，有文献提出了考虑EV随机性充电负荷的配电网无功电压协调优化方法，但未将其作为一种电压控制措施参与调压，也有文献建立了考虑分布式电源、EV与负荷的有功功率调节的微电网电压调节模型，但未考虑各调节措施在运行时的费用成本问题。目前文献大多是对含电动汽车的配电网的协调运行进行了研究，未针对电压调控方式与资源协调进行具体说明。同时，因城市路灯有运行的固定时间，系统中供道路照明的配电变压器在路灯的非运行时间，其容量得不到充分利用，或者由于目前配变配置容量较大，其负荷率相对较低，达不到其经济容量的利用。因此，有文献提出通过对路灯进行改造，通过LED灯替换传统高压钠灯进行节能，并对路灯式充电桩推广应用进行了可行性分析。

对于电动汽车这类典型的可控负荷，其充电桩区域布局不合理，覆盖面积较小，充电站点较为集中，不利于用户方便使用；城市路灯运行时间固定，配变容量得不到充分利用；对于城市配电网电压控制方式中，增加储能和无功补偿装置成本较高，电网负荷过大，在负荷消耗功率不平衡环境下，经济性问题需要进一步考虑；考虑需求侧响应的配电网电压调节不能只考虑网源侧，需要结合负荷侧进行电压质量改善以及控制费用、成本之间的经济关系进行权衡。

综上所述，对于负荷渗透率逐渐增大的配电网，同时考虑电动汽车用户的行驶里程、充电需求以及接入配电网的时间都有很强的不确定性，故需对路灯充电桩接入电网对配电网的影响进行深入研究以保证供电质量和用户满意度，并需将已有的控制方式与不断发展出现的新型产物相结合，提出更加符合当前配电网电压的控制方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种计及路灯充电桩的城市配电网电压控制方法，考虑路灯运行时间特性以及相应配电变压器容量，并计及用户需求相应特性，解决由于负荷消耗不平衡产生的城市配电网电压越限问题。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：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：