[發(fā)明專(zhuān)利]電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410239645.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104022513A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;韋鋼;郭運(yùn)城;國(guó)宗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/12
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/12;H02J3/28
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全分析與運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的電壓控制分區(qū)方法。

背景技術(shù)

隨著電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模普及，作為電動(dòng)汽車(chē)重要能源供給設(shè)施的充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)已成為發(fā)展趨勢(shì)。一體站并網(wǎng)帶來(lái)的一系列電壓?jiǎn)栴}，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，合理的電壓控制分區(qū)是二級(jí)電壓控制的基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的無(wú)功電壓調(diào)節(jié)、狀態(tài)估計(jì)等方面有重要價(jià)值。

電壓控制分區(qū)問(wèn)題屬于NP難題，分區(qū)方法主要關(guān)注滿意解的求取，常用的方法如聚類(lèi)分析和智能算法等。其中聚類(lèi)分析因物理意義直觀明確得到了廣泛研究，電氣距離的定義和最優(yōu)分區(qū)的篩選是聚類(lèi)分析的關(guān)鍵。隨著電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模增大，電壓控制分區(qū)易產(chǎn)生高維聚類(lèi)問(wèn)題，導(dǎo)致分區(qū)方案不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤。然而分布式電源以及電動(dòng)汽車(chē)的接入，對(duì)電網(wǎng)的電壓控制分區(qū)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。一體站因其兼具無(wú)功源特性與負(fù)荷特性，導(dǎo)致分區(qū)中電氣距離的定義發(fā)生變化，在節(jié)點(diǎn)屬性劃分時(shí)應(yīng)加以重新考慮。同時(shí)一體站的充、放、儲(chǔ)電三種特性行為，在電壓控制分區(qū)中的有效處理也亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站模型；

2)從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離；

3)建立評(píng)價(jià)電壓控制分區(qū)質(zhì)量的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)；

4)進(jìn)行多級(jí)階梯電壓控制分區(qū)；

5)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。

所述的步驟4)還包括以下子步驟：

41)降維聚類(lèi)；

42)分裂凝聚；

43)還原調(diào)整。

利用數(shù)據(jù)降維的思想處理高維聚類(lèi)問(wèn)題；考慮系統(tǒng)中存在電氣聯(lián)系特別緊密的小規(guī)模節(jié)點(diǎn)簇，每一簇節(jié)點(diǎn)的電壓特性可由中樞節(jié)點(diǎn)的信息表征，并略去其余節(jié)點(diǎn)的信息，電壓控制向量維度大幅降低，提高聚類(lèi)準(zhǔn)確性和計(jì)算效率，并基于三級(jí)階梯分區(qū)步驟得到最優(yōu)分區(qū)。

所述的步驟41)中還包括以下子步驟：

411)根據(jù)初始系統(tǒng)信息計(jì)算無(wú)功源電壓控制向量；

412)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電器距離形成聚類(lèi)數(shù)；

413)令初始聚類(lèi)半徑R＝R₀；

414)計(jì)算聚類(lèi)半徑R對(duì)應(yīng)的聚合節(jié)點(diǎn)集：

415)將聚合節(jié)點(diǎn)集的連通子集作為節(jié)簇；

416)判斷化簡(jiǎn)程度是否滿足設(shè)定，若滿足則進(jìn)行步驟417)，若不滿足，則在R值上增加設(shè)定數(shù)后返回步驟414)；

417)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息簡(jiǎn)化電網(wǎng)拓?fù)洌?/p>

418)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息對(duì)電壓控制向量降維；

419)輸出簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)信息。

所述的步驟42)中還包括以下子步驟：

421)根據(jù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)信息將無(wú)功源獨(dú)立成區(qū)；

422)按連通層次順序分配受控節(jié)點(diǎn)，形成初始分區(qū)；

423)判斷是否存在模塊度增大的相連分區(qū)，若是，則進(jìn)行步驟424)，若否則進(jìn)行步驟425)；

424)歸并其中電器距離最近的分區(qū)，并執(zhí)行步驟425)；

425)歸并所有相連電氣分區(qū)中電器距離最近者，并執(zhí)行步驟426)；

426)判斷分區(qū)數(shù)是否為1，若是，則進(jìn)行步驟427)，若否則返回步驟423)；

427)多目標(biāo)模塊度指標(biāo)篩選最有分區(qū)；

428)輸出簡(jiǎn)化后系統(tǒng)分區(qū)。

所述的步驟43)中還包括以下子步驟：

431)根據(jù)簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)分區(qū)將節(jié)點(diǎn)簇中的節(jié)點(diǎn)分區(qū)號(hào)與簡(jiǎn)化后的節(jié)點(diǎn)一致；

432)得到還原后的原系統(tǒng)分區(qū)方案；

433)選取分區(qū)間的邊界受控節(jié)點(diǎn)為待調(diào)整節(jié)點(diǎn)；

434)判斷影響區(qū)內(nèi)是否連通，若是，則返回步驟433)，若否，則進(jìn)行步驟435)；

435)按模塊度最優(yōu)原則調(diào)整邊界受控節(jié)點(diǎn)分區(qū)；

436)輸出原系統(tǒng)最終分區(qū)方案。

所述的建立電動(dòng)汽車(chē)充放儲(chǔ)一體站模型具體為：

一體站模型在功能上兼具充電站、儲(chǔ)能站以及分布式電源；

同時(shí)一體站模型在結(jié)構(gòu)上包括：主控系統(tǒng)以及均有主控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、充放儲(chǔ)電池更換系統(tǒng)、階梯電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

所述的從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離具體為：