[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111084619.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113629747B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王舒琴;高波;沈鵬飛;張忠;黃永偉;趙東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司馬鞍山供電公司
• 主分類號(hào): H02J3/32
• 分類號(hào): H02J3/32;H02J3/50;H02J3/06;H02J3/48;H02J3/01;H02J3/14
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 陳超強(qiáng)

1.一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：獲取當(dāng)前電動(dòng)汽車充電站的負(fù)荷功率水平以及充電站所在區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷值，對(duì)充電站所在區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算；

步驟二：結(jié)合充電站的負(fù)荷功率以及所在區(qū)域電網(wǎng)的潮流狀況，計(jì)算充電站無(wú)功功率；

步驟三：計(jì)算當(dāng)前電動(dòng)汽車充電站負(fù)載率和區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷率；

步驟四：基于充電站負(fù)載率和區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷率，計(jì)算充電站無(wú)功補(bǔ)償量，建立電動(dòng)汽車充電站主動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償模型；

步驟五：以配電網(wǎng)有功損耗最小、負(fù)荷波動(dòng)最小以及各節(jié)點(diǎn)電壓偏差最小為目標(biāo)，建立多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化模型；

所述步驟一具體為：首先要對(duì)電動(dòng)汽車充電站建立數(shù)學(xué)模型，獲取待優(yōu)化時(shí)段充電站的充電負(fù)荷值P_c；獲取待優(yōu)化時(shí)段充電站所在區(qū)域電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷值S₁,S₂,S₃,……S_j,……；對(duì)充電站所在區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算；

在已知充電負(fù)荷值P_c以及所在區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷值S₁,S₂,S₃,……S_j,……；的基礎(chǔ)上，計(jì)算區(qū)域電網(wǎng)的潮流分布，具體為：

其中P_i是電動(dòng)汽車充電站所在節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷，P_load是節(jié)點(diǎn)i的基礎(chǔ)負(fù)荷；

1）、根據(jù)基爾霍夫電流定律，從第一層節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷，支路上各節(jié)點(diǎn)電流如式：

2）、結(jié)合上述公式，除末節(jié)點(diǎn)外，一層一層逐步計(jì)算其他節(jié)點(diǎn)的注入電流：

3）、計(jì)算出整個(gè)配電網(wǎng)的支路電流后，結(jié)合已知的根節(jié)點(diǎn)電壓，依次計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的電壓：

U_j＝U_i-I_ijZ_ij＝U_i-I_ij(R_ij+jX_ij)

其中Z_ij＝R_ij+jX_ij為始端節(jié)點(diǎn)i與各子節(jié)點(diǎn)j之間的阻抗；

4）、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的電壓修正量

ΔU_j＝|U_j-U_j(0)|

5）、判別收斂條件

maxΔU_j(k)＜ω

其中最大修正量小于閾值ω的時(shí)候跳出迭代，k為迭代次數(shù)；

結(jié)合電動(dòng)汽車充電站的有功負(fù)荷值P_c，計(jì)算充電站負(fù)載率α，具體為：

α＝P_{c_∑}/P_{c_max}

其中，P_{c_∑}為待優(yōu)化時(shí)段充電站總的有功負(fù)荷；P_{c_max}為充電站額定有功功率；

結(jié)合充電站所在區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷值，計(jì)算區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷率β：

β＝P_{load_∑}/P_{load_max}

其中，P_{load_∑}為待優(yōu)化時(shí)段區(qū)域電網(wǎng)的有功負(fù)荷值；P_{load_max}為區(qū)域電網(wǎng)一年內(nèi)的最大有功負(fù)荷；

結(jié)合電動(dòng)汽車充電站負(fù)載率α以及充電站所在區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷率β，建立充電站主動(dòng)參與電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償模型，得到充電站并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)控制目標(biāo)范圍：

其中，α_max、α_min分別為電動(dòng)汽車充電站高峰和低谷時(shí)段的負(fù)載率閾值；β_max、β_min分別為負(fù)荷高峰和低谷時(shí)段區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷率閾值；a、b為相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，且a+b＝0.1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法，其特征在于：基于充電站并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)控制目標(biāo)計(jì)算充電站無(wú)功補(bǔ)償量Q_c：

補(bǔ)償前：

有功功率：

無(wú)功功率：

補(bǔ)償后：有功功率不變，功率因數(shù)提升至

視在功率：

無(wú)功功率：

則需求的補(bǔ)償容量為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車并網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償控制方法，其特征在于：在建立電動(dòng)汽車充電站主動(dòng)參與電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償模型后，以配電網(wǎng)有功損耗最小、負(fù)荷波動(dòng)最小以及各節(jié)點(diǎn)電壓偏差最小為目標(biāo)，建立多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)為：

min[f₁,f₂,f₃]

根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況設(shè)置約束條件，分為等式約束和不等式約束；

功率平衡方程：

不等式約束包括狀態(tài)變量的不等式約束，發(fā)電機(jī)無(wú)功出力上下限：Q_Gimin≤Q_Gi≤Q_Gimax；節(jié)點(diǎn)電壓上下限：U_imin≤U_i≤U_imax；控制變量的不等式約束，無(wú)功補(bǔ)償容量的上下限：Q_Cimin≤Q_Ci≤Q_Cimax；發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的上下限：U_Gimin≤U_Gi≤U_Gimax；變壓器變比的上下限:T_timin≤T_ti≤T_timax；電動(dòng)汽車充電站功率因數(shù)控制目標(biāo)上下限：