[實用新型]一種基于優化配電網分布的電動汽車充電樁拓撲結構

有效

• 申請號: 202120386960.1
• 申請日: 2021-02-20
• 公開（公告）號: CN214255738U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 陸敏安;紀坤華;黃晨宏;任堂正;傅銘;方祺;陳冉;陳敬德;曹基南;肖遠兵;沈曉峰;徐友剛;顧華;孫進;沈偉;朱能;鄭真;任晟;李雅晴;翟鶯鴿;柴守江;黃冠;楊冰芳;董玥;王梓萌;劉勇業;許婧琦
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/14
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

本實用新型公開了一種基于優化配電網分布的電動汽車充電樁拓撲結構，包括變電站、開關站和環網站，在配網中若干個變電站依次連接，對于任意一個變電站其與若干個開關站相連，其中兩個開關站與相鄰變電站的開關站相連形成連接開關站，其余開關站與環網站相連形成環網開關站，每個環網開關站與至少3個環網站首尾相連，相鄰的兩個環網開關站通過同一個環網站連接，其余環網站不與任何開關站直接相連，充電樁設置于各個環網站處，通過環網站與配網連接。本實用新型設計了一種分層分級的V2G配電網，具有良好的電源和用戶接入適應能力、靈活的站間負荷轉移及平衡能力、快速的網絡故障自愈能力，能夠降低電動汽車大規模無序接入電網后對電網的影響。

技術領域

本實用新型涉及配網優化領域，具體涉及一種基于優化配電網分布的電動汽車充電樁拓撲結構。

背景技術

在電力系統中，存在著許多不確定因素，易造成電網波動。隨著越來越多的新能源接入，這樣的系統不確定性進一步加大。包括負荷預測誤差、光伏發電、風力發電、電動汽車充放電行為、電力系統的不同拓樸結構以及預測電價等都是造成電網波動和產生不確定因素的來源。

電動汽車的普及化使得其接入電網的數量不斷增大，其總體充電負荷占所接入地區負荷的總量日益增大，加之電動汽車充電時間與空間的隨機性，會給電網運行帶來極大的風險。電動汽車接入對電力潮流、電能質量、繼電保護、規劃設計以及電力市場等諸多方面產生重大影響。首先，大規模電動汽車無序充電會造成電網出現“峰上加峰”的現象，進一步增大電網電力負荷峰谷差，使得電網穩定性降低。同時，電動汽車無序充電會增加電網的諧波含量，造成電壓畸變、功率因數下降，有可能使得該地區的電能質量達不到相應的指標。因此，如何選擇合理的有序充電調度策略來減小對電力系統潮流、電能質量等方面的影響至關重要。其次，電動汽車大規模化需要依賴更多的大規模電動汽車基礎充電設施，包括充電樁、充電站，而這些因素目前在傳統的配電網規劃中尚未得到充分考慮。由于大規模的電動汽車接入配電網，其強隨機性會使得整個電力系統對于穩定性、可靠性的要求相當之高，為此傳統的發電機組必須留有一定的備用容量來滿足增加的充電負荷，此舉加重了電力系統的運行成本。最后，大規模接入的電動汽車V2G特性對于競爭自由度越來越高的電力市場也有重大的影響，主要體現在：電動汽車與電網交互技術(V2G)使得電動汽車不僅可以從電網吸收電能，也可以往電網輸送電能。這種雙向交互技術極大的活躍了電力市場。因此，如何運用有效的調度策略達到維持電力系統穩定、減少用戶的充電成本這一“雙贏”的目的是重要的研究方向。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種基于優化配電網分布的電動汽車充電樁拓撲結構，設計了一種分層分級的V2G配電網，具有良好的電源和用戶接入適應能力、靈活的站間負荷轉移及平衡能力、快速的網絡故障自愈能力，能夠降低電動汽車大規模無序接入電網后對電網的影響。

實現上述目的的一種技術方案是：一種基于優化配電網分布的電動汽車充電樁拓撲結構，包括變電站、開關站和環網站；

在配網中若干個變電站依次連接，對于任意一個變電站其與若干個開關站相連，其中兩個開關站與相鄰變電站的開關站相連形成連接開關站，其余開關站與環網站相連形成環網開關站，每個環網開關站與至少3個環網站首尾相連，相鄰的兩個環網開關站通過同一個環網站連接，其余環網站不與任何開關站直接相連，充電樁設置于各個環網站處，通過環網站與配網連接。

進一步的，變電站為110kV變電站，開關站為10kV開關站，環網站為10kV環網站，變電站與開關站之間用10kV主干網電纜相連，開關站與環網站之間用10kV次級網電纜相連。

進一步的，開關站為主要節點連接1-2個變電站，環網站為次節點，開環運行，就近連接開關站，并以開關站為電源。

本實用新型的一種基于優化配電網分布的電動汽車充電樁拓撲結構與現有技術相比，具有如下的有益效果：