[发明专利]一种考虑电动汽车充电负荷时空分布的需求响应方法

说明书

本发明公开了一种考虑电动汽车充电负荷时空分布的需求响应方法，包括以下步骤：建立电动汽车充电负荷时空分布预测模型；将电动汽车充电负荷结果加入各节点原有负荷进行潮流运算，获得各节点电压偏移及输电线路阻塞情况；基于电动汽车充电负荷结果，对电动汽车参与需求响应的潜力进行评估，得到每一时刻需求响应功率的上限值；基于各节点需求响应潜力，计算每时刻参与调度的需求响应功率值，并将需求响应后的负荷再次代入电网潮流运算。本发明基于电动汽车充电负荷的时空分布特性并考虑电网潮流分布进行需求响应功率的最优计算，有助于区域电网在调度后获得最佳运行状态，提升电网需求响应调度的合理性。

技术领域

本发明属于电力系统需求响应技术领域，具体来说，涉及一种考虑电动汽车充电负荷时空分布的需求响应方法。

背景技术

电动汽车在作为交通工具的同时，其充电负荷也逐渐成为电网负荷的重要组成部分。当大规模电动汽车充电负荷接入电网时，将为电网带来较大的功率冲击，严重时可能导致电压偏移过大、电能质量下降等问题。因此，大规模电动汽车无序充电问题亟待解决。

由于电动汽车能够在不影响用户正常使用的情况下对充电时间进行合理改变，接受电网调控能力强，因此电动汽车是电网重要的弹性调控资源之一。若能准确评估电动汽车充电负荷参与需求响应的能力，并提出适当的需求响应策略，将对解决大规模无序充电问题提供帮助。

目前，绝大多数关于电动汽车负荷参与需求响应调度的研究都仅限于削减负荷峰值，缺乏对区域电网整体潮流分布情况的考虑，未必能够解决区域电网内电压跌落、输电线路阻塞等问题，而考虑区域电网整体的潮流分布则对电网负荷的时空分布预测准确性提出了更高的要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种考虑电动汽车充电负荷时空分布的需求响应方法，能够更准确地评估各电网节点的调度需求，有助于区域电网在调度后获得最佳运行状态，提升电网需求响应调度的合理性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种考虑电动汽车充电负荷时空分布的需求响应方法，包括以下步骤：

(1)建立电动汽车充电负荷时空分布预测模型，用于预测区域电网内各节点在一天24小时内的充电负荷；

(2)将步骤(1)中预测得到的电动汽车充电负荷结果加入各节点原有负荷进行潮流运算，获得各节点电压偏移及输电线路阻塞情况，用于验证大规模电动汽车无序充电负荷接入对电网造成的电压过低、线路阻塞影响；

(3)基于步骤(1)中预测得到的电动汽车充电负荷结果，对电动汽车参与需求响应的潜力进行评估，得到每一时刻需求响应功率的上限值；

(4)基于步骤(3)中得到的各节点需求响应潜力，计算每时刻参与调度的需求响应功率值，并将需求响应后的负荷再次代入电网潮流运算。

上述电动汽车充电负荷时空分布预测模型具体的建立方法如下：

(a)确定蒙特卡洛模拟单体车辆行程，具体方法如下：基于城市历史车流量数据进行蒙特卡洛抽样，决定第n辆车的出发位置到达位置出发时间和到达时间其中n为车辆编号；

根据电动汽车到达每趟行程终点时刻剩余电量，判断汽车是否需要充电，若剩余电量小于20％，则判断需要充电并记录当前所在位置和时间，分别记为s^charge和t^charge；若一趟行程结束后电量充足无需充电，则转到下一次蒙特卡洛抽样；

(b)建立聚合充电负荷预测模型。

上述聚合充电负荷预测模型的建立方法如下：

对所有电动汽车进行蒙特卡洛抽样获得其行程和电量状态后，建立聚合充电矩阵C；C为S×T的矩阵，S为位置编号总数，T为日内时间分段总数，初始C矩阵值为0；对于每辆充电的电动汽车，有：