[發(fā)明專利]一種電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111084619.1
• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113629747B
• 公開（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（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力有限公司馬鞍山供電公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: 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)

本發(fā)明公開了一種電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法，涉及無功補(bǔ)償控制技術(shù)領(lǐng)域。該電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法包括獲取電動汽車充電站的負(fù)荷水平及充電站所在區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷水平；對充電站所在區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算充電站無功功率；計(jì)算充電站負(fù)載率以及區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷波動率；建立含電動汽車充電站的無功補(bǔ)償控制模型。該電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法在傳統(tǒng)無功優(yōu)化問題的基礎(chǔ)上加上對電動汽車充電站功率因數(shù)的控制進(jìn)行無功補(bǔ)償，在狀態(tài)變量以及控制變量的約束下，以有功損耗最小、負(fù)荷波動最小以及電壓波動最小為目標(biāo)函數(shù)，建立多目標(biāo)無功優(yōu)化模型，解決了電動汽車接入的諧波污染和無功不足的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無功補(bǔ)償控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法。

背景技術(shù)

近年來，我國政府出臺相關(guān)政策大力支持電動汽車的發(fā)展，使得越來越多電動汽車大規(guī)模接入電網(wǎng)。然而電動汽車作為負(fù)荷，具有時(shí)間以及空間上的不確定性，大規(guī)模電動汽車不確定性的充電行為會對配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行產(chǎn)生很大影響。

像充電站這樣的大型用電場所需要配備無功補(bǔ)償裝置，比如靜止無功發(fā)生器(SVG)，通過調(diào)節(jié)電壓源變流器交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位就可以使變流器輸出連續(xù)變化的容性或者感性無功電流，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｒ虼穗妱悠嚦洳粌H是一種可調(diào)度的柔性負(fù)荷資源，也是具有無功補(bǔ)償作用的資源。由于大規(guī)模電動汽車并網(wǎng)會對電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來問題，比如峰上加峰問題、加劇負(fù)荷峰谷差、電壓水平超出允許限值等。為了解決上述問題，必須對含電動汽車充電的配電網(wǎng)無功優(yōu)化問題進(jìn)行研究。

傳統(tǒng)無功優(yōu)化問題是通過對電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、變壓器分接頭以及無功補(bǔ)償器投切這些變量的控制，達(dá)到降低網(wǎng)損的目的。考慮到電動汽車充電站自身配備的無功補(bǔ)償裝置，本文含電動汽車充電的無功優(yōu)化在傳統(tǒng)無功優(yōu)化問題的基礎(chǔ)上加上對電動汽車充電站功率因數(shù)的控制進(jìn)行無功補(bǔ)償。首先對充電站負(fù)荷建模得到負(fù)荷曲線，接入配電網(wǎng)計(jì)算潮流得到每個節(jié)點(diǎn)的有功無功，以及網(wǎng)絡(luò)損耗等。在狀態(tài)變量以及控制變量的約束下，以有功損耗最小、負(fù)荷波動最小以及電壓波動最小為目標(biāo)函數(shù)，建立多目標(biāo)無功優(yōu)化模型。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法，解決了大規(guī)模電動汽車并網(wǎng)會對電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來問題，比如峰上加峰問題、加劇負(fù)荷峰谷差、電壓水平超出允許限值等問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種電動汽車并網(wǎng)無功補(bǔ)償控制方法，包括如下步驟：

步驟一：獲取當(dāng)前電動汽車充電站的負(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)算充電站無功功率；

步驟三：計(jì)算當(dāng)前電動汽車充電站負(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)算充電站無功補(bǔ)償量，建立電動汽車充電站主動無功補(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)無功優(yōu)化模型。

優(yōu)選的，所述步驟一具體為：首先要對電動汽車充電站建立數(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,……；對充電站所在區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算。

優(yōu)選的，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：