[發明專利]新態勢下的空間飽和負荷預測方法

在審

• 申請號: 201710282285.6
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107122856A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 嚴俊;李博;孫冠男;李登武;劉潔;高明;王少芳;李文龍;秦晶晶;聶桂春
• 申請（專利權）人: 天津天大求實電力新技術股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 吳學穎

技術領域

本發明涉及配電網領域，更具體的說，是涉及一種新態勢下的空間飽和負荷預測方法。

背景技術

由于環境、能源問題日益突出，作為清潔能源汽車的代表，電動汽車近年來得到了快速發展，充電負荷也初步體現出了統計特征。隨著動力電池與車輛技術的不斷完善，電動汽車的規模化應用日益擴大，將有可能對電網的運行管理、調度規劃等各方面產生一定的負面影響。電動汽車充電負荷在時間分布上具有很強的隨機性，當一定規模的電動汽車在配電網系統原有負荷髙峰開始充電時，電動汽車負荷將與系統原有負荷査加，造成區域配電網出現峰上加峰的情況，將會對系統設備的運行造成不利的影響。其次，電動汽車充電負荷在空間分布上同樣具有很強的隨機性，如果充電負荷在某些髙密度負荷地區聚集，可能會造成局部地區電能供應緊張，當地配電設施過載等問題。

在此背景下，對電動汽車充電負荷進行特征分析及預測，一方面有利于電動汽車充電站的經濟運行及能量管理，并為城市基礎設施規劃建設等提供參考依據；另一方面有利于電力系統最優潮流、電網經濟調度，并對電力市場交易以及發電機組最優組合研究等有著深遠的意義。

城市電力負荷預測是城市電網規劃中的基礎工作，準確與否直接影響著電網規劃的質量優劣。負荷預測工作要求具有很強的科學性，盡管負荷預測的方法有多種，但由于所需的數據難以得到或由于預測模型存在不適應性，針對某一具體規劃區域而言，可供選擇的預測方法并不很多，特別是遠期負荷水平的預測。

目前針對遠景年飽和負荷預測主要方法是采用小區負荷密度指標法。市政規劃部門提供了相對比較詳細的用地規劃，從而使得負荷預測工作可以比較具體地進行，部分地區的地塊性質、建筑面積、建筑物構成等信息比較詳細，遠期的負荷預測以小區負荷密度指標法為主進行。小區負荷密度指標法是根據規劃區各地塊的用地性質，采用與其它地區類比的方式確定負荷的方法。該方法根據國內外同等城市相應小區在主要歷史階段的建筑面積負荷密度(W/m²)進行測算，分別預測出各個小區塊的負荷，匯總成小區總負荷：

式中:L為小區總負荷：l_i為不同性質用地小區塊的負荷密度指標；S_i為小區塊的面積(負荷密度指標如果是建筑負荷密度，則為建筑面積；負荷密度指標如果是占地負荷密度，則為占地面積)；T為同時率(調查日負荷曲線得來，一般取為0.7)。

但上述傳統的遠景年飽和負荷預測存在主要問題是沒有將電動汽車的充電負荷考慮進去，在電動汽車大規模推廣應用后，大量的電動汽車充電負荷將不可避免地對區域總體負荷造成一定影響，后果就是造成區域整體負荷預測值偏小，最直接后果就是對后期配電網的規劃運行產生嚴重影響，造成配電網建設無法滿足負荷發展需求。

電動汽車充換電站作為電網的有機組成部分，電動汽車負荷預測的意義，一方面在于為站內有序充電管理和區域電網能量調度提供決策依據，為配電網的穩定運行和經濟性服務；另一方面在于為充換電站的規劃、布局、擴建等行為提供理論和數據支撐，以適應電動汽車未來大規模商業運營的前景。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種新態勢下的空間飽和負荷預測方法，實現了電動汽車負荷預測與城市電力負荷預測協同優化的目標，對城市配電網建設及充換電站的規劃、布局、擴建等行為具有較大的輔助決策意義。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的新態勢下的空間飽和負荷預測方法，包括以下步驟：

步驟一，采用小區負荷密度指標法分別預測出各個小區塊的負荷，進而匯總成小區總負荷；

步驟二，根據待測區域未來GDP、人口規模、電動汽車滲透率、公路長度及私人汽車擁有量確定待測區域未來年的電動汽車保有量；

步驟三，對電動汽車進行分類，確定各類型電動汽車所占比例，得到各類型電動汽車的保有量，確定充換電設施的類型及數量；

步驟四，對各類型電動汽車的負荷特性進行分析，分別得到工作日電動汽車負荷和節假日電動汽車負荷，二者進行比較，較大者即為待測區域電動汽車總負荷；

步驟五，將步驟四中的電動汽車總負荷與步驟一中的小區總負荷疊加，采用從上往下分配方式，分配到各小區塊中，得到待測區域中各類性質用地小區塊的負荷密度指標，采用小區負荷密度指標法得到待測區域的飽和負荷。

步驟二中所述電動汽車保有量按照以下過程進行計算：