本發(fā)明是一種考慮電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

隨著我國向清潔產(chǎn)業(yè)的重心轉(zhuǎn)移，政府加大對電動汽車產(chǎn)業(yè)的支持。我國電動汽車產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期，這也極大地推動了電動汽車充電站和充電樁的建設(shè)，大量電動汽車的充電行為將會給電網(wǎng)帶來較大影響。一方面，對于老舊居民區(qū)，現(xiàn)在的變壓器容量是否能夠滿足電動汽車加入的需求；另一方面，對于新建的小區(qū)，常規(guī)的估算方法不再適用于電動汽車加入的情況。

國內(nèi)外為應(yīng)對大規(guī)模電動汽車接入配電網(wǎng)充電，降低其可能的負面影響，提出了不同的方法。建立了居民區(qū)電動汽車數(shù)量分布及單個居民區(qū)內(nèi)電動汽車充電功率需求的數(shù)學統(tǒng)計模型，提出了居民區(qū)接納電動汽車充電能力的評估方法。提出了網(wǎng)格選取法，以配電變壓器的供電容量限制作為邊界，將冗余功率劃分為多個網(wǎng)格，在時間和功率兩個維度上響應(yīng)電動汽車的充電行為，實現(xiàn)有序充電策略。研究了一種在線控制和離線優(yōu)化相結(jié)合的有序充電控制方法，通過有序充電控制器控制住宅區(qū)常規(guī)負荷和電動汽車充電負荷之和不高于功率限制值，并在當日控制時段結(jié)束后對此限值進行優(yōu)化，通過計算電動汽車的充電優(yōu)先級保證電動汽車最大程度地達到用戶預(yù)期荷電狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種考慮電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量預(yù)測方法，以完成對居民區(qū)配電網(wǎng)變壓器容量進行預(yù)測，保證居民區(qū)平穩(wěn)安全用電。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種考慮電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量預(yù)測方法，按照如下步驟實現(xiàn)：

步驟s1：確定周期內(nèi)居民區(qū)負荷曲線。當一個居民區(qū)成熟以后，其負荷特性也會穩(wěn)定，以24小時為一個周期，獲取電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中居民區(qū)用電負荷，繪制居民區(qū)的負荷曲線并根據(jù)實際情況進行重新繪制；

步驟s2：計算電動汽車日行駛里程。根據(jù)居民區(qū)住戶數(shù)量n^r和居民區(qū)電動汽車滲透率α計算居民區(qū)電動汽車數(shù)量n^pev＝α*n^r。根據(jù)日行駛里程概率密度函數(shù)fd(x)計算居民區(qū)電動汽車日行駛里程的期望值e(x)；

步驟s3：計算居民區(qū)電動汽車總期望充電量。根據(jù)居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)與電動汽車行駛里程的線性關(guān)系，計算居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)的期望值e(s)，進一步計算得到居民區(qū)電動汽車總期望充電量q車；

步驟s4：確定居民區(qū)變壓器容量是否滿足電動汽車充電需求。選取居民區(qū)歷史最大負荷日，以該居民區(qū)最高負荷值p高為標準，同每個采集點做差，累計差值為q差。通過比較q車與q差的大小確定居民區(qū)變壓器容量是否滿足電動汽車充電需求；

步驟s5：確定電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量。當q車>q差時對居民區(qū)電壓器進行擴容，計算需要增加的容量為p，確定電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量p總。

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟s1中周期內(nèi)負荷曲線的確定是按照以下方式實現(xiàn)：從0時開始，每15分鐘采集一次，一天總計96個采集點?？紤]居民電動汽車充電，集中在19(第77個采集點)時至7時(次日第29個點)，將負荷曲線重新繪制。

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟s2中日行駛里程概率密度函數(shù)式中μd＝3.20，σd＝0.88；居民區(qū)電動汽車日行駛里程的期望值

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟s3中電動汽車電池狀態(tài)與電動汽車行駛里程的線性關(guān)系為式中s表示電動汽車電池初始狀態(tài)，d表示表示電動汽車每天行駛里程，dm表示電動汽車最大日行駛里程；居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)的期望值e(s)＝1-e(d)/dm；居民區(qū)電動汽車總期望充電量q車＝e(s)*n^pev*c。

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟s4中累計差值為q差為以該居民區(qū)最高負荷值p高為標準，同每個采集點負荷pi做差值的累加和，即

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟s5中當q車<q差時表示居民區(qū)變壓器能滿足電動汽車接入后的充電需求，不必進行擴容；當q車>q差時表示需要對居民區(qū)變壓器進行擴容，計算需要增加的容量為p＝(q車-q差)/12，確定電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量p總＝p高+p。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提出的一種考慮電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量預(yù)測方法，基于削峰填谷的思想，考慮對居民區(qū)的負荷特性，優(yōu)化充電策略，實行有序充電，對電動汽車的充電功率進行控制，完成了對居民區(qū)配電網(wǎng)變壓器容量進行預(yù)測。

附圖說明

圖1是考慮電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量預(yù)測方法流程圖。

圖2是居民區(qū)周期內(nèi)用電負荷曲線圖。

圖3是居民區(qū)波峰差值圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行具體說明。

本發(fā)明提供一種考慮電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量預(yù)測方法，針對我國電動汽車產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期，極大地推動了電動汽車充電站和充電樁的建設(shè)，大量電動汽車的充電行為將會給電網(wǎng)帶來較大影響。首先，通過分析居民區(qū)用電負荷特性，繪制居民區(qū)周期內(nèi)負荷曲線，計算得到居民區(qū)可用于電動汽車充電需求的能力；其次，通過分析居民區(qū)電動汽車行駛里程的概率分布計算出居民區(qū)電動汽車的日行駛里程；然后，根據(jù)居民電動汽車電池狀態(tài)與電動汽車行駛里程的線性關(guān)系，計算居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)的期望值，進一步計算得到居民區(qū)電動汽車總期望充電量；最后，通過比較日充電量需求與居民區(qū)負荷盈余之間的大小確定是否對居民區(qū)變壓器進行擴容以及需擴容的容量。

具體的，如圖1所示，按照如下步驟實現(xiàn)：

步驟s1：確定周期內(nèi)居民區(qū)負荷曲線。當一個居民區(qū)成熟以后，其負荷特性也會穩(wěn)定，以24小時為一個周期，獲取電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中居民區(qū)用電負荷，繪制居民區(qū)的負荷曲線并根據(jù)實際情況進行重新繪制，如圖2所示；

步驟s2：計算電動汽車日行駛里程。根據(jù)居民區(qū)住戶數(shù)量n^r和居民區(qū)電動汽車滲透率α計算居民區(qū)電動汽車數(shù)量n^pev＝α*n^r。根據(jù)日行駛里程概率密度函數(shù)fd(x)計算居民區(qū)電動汽車日行駛里程的期望值e(x)；

步驟s3：計算居民區(qū)電動汽車總期望充電量。根據(jù)居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)與電動汽車行駛里程的線性關(guān)系，計算居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)的期望值e(s)，進一步計算得到居民區(qū)電動汽車總期望充電量q車；

步驟s4：確定居民區(qū)變壓器容量是否滿足電動汽車充電需求。選取居民區(qū)歷史最大負荷日，以該居民區(qū)最高負荷值p高為標準，同每個采集點做差，累計差值為q差，如圖3所示。通過比較q車與q差的大小確定居民區(qū)變壓器容量是否滿足電動汽車充電需求；

步驟s5：確定電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量。當q車>q差時對居民區(qū)電壓器進行擴容，計算需要增加的容量為p＝(q車-q差)/12，確定電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量p總＝p高+p。

在本實施例中，所述步驟s1中周期內(nèi)負荷曲線的確定是按照以下方式實現(xiàn)：從0時開始，每15分鐘采集一次，一天總計96個采集點。考慮居民電動汽車充電，集中在19(第77個采集點)時至7時(次日第29個點)，將負荷曲線重新繪制。

在本實施例中，所述步驟s2中日行駛里程概率密度函數(shù)式中μd＝3.20，σd＝0.88；居民區(qū)電動汽車日行駛里程的期望值

在本實施例中，所述步驟s3中電動汽車電池狀態(tài)與電動汽車行駛里程的線性關(guān)系為式中s表示電動汽車電池初始狀態(tài)，d表示表示電動汽車每天行駛里程，dm表示電動汽車最大日行駛里程；居民區(qū)電動汽車電池狀態(tài)的期望值e(s)＝1-e(d)/dm；居民區(qū)電動汽車總期望充電量q車＝e(s)*n^pev*c。

在本實施例中，所述步驟s4中累計差值為q差為以該居民區(qū)最高負荷值p高為標準，同每個采集點負荷pi做差值的累加和，即q差＝∑pi。

在本實施例中，所述步驟s5中當q車<q差時表示居民區(qū)變壓器能滿足電動汽車接入后的充電需求，不必進行擴容；當q車>q差時表示需要對居民區(qū)變壓器進行擴容，計算需要增加的容量為p＝(q車-q差)/12，確定電動汽車接入的居民區(qū)變壓器容量p總＝p高+p。

以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護范圍。