電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，包括以下步驟：1)建立電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站模型；2)從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離；3)建立評(píng)價(jià)電壓控制分區(qū)質(zhì)量的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)；4)進(jìn)行多級(jí)階梯電壓控制分區(qū)；5)對(duì)電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效地處理高維聚類問(wèn)題，降低問(wèn)題規(guī)模，使算法以較高的計(jì)算效率得到高質(zhì)量的分區(qū)方案。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全分析與運(yùn)行控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的電壓控制分區(qū)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車的大規(guī)模普及，作為電動(dòng)汽車重要能源供給設(shè)施的充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)已成為發(fā)展趨勢(shì)。一體站并網(wǎng)帶來(lái)的一系列電壓?jiǎn)栴}，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，合理的電壓控制分區(qū)是二級(jí)電壓控制的基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的無(wú)功電壓調(diào)節(jié)、狀態(tài)估計(jì)等方面有重要價(jià)值。
[0003]電壓控制分區(qū)問(wèn)題屬于NP難題，分區(qū)方法主要關(guān)注滿意解的求取，常用的方法如聚類分析和智能算法等。其中聚類分析因物理意義直觀明確得到了廣泛研究，電氣距離的定義和最優(yōu)分區(qū)的篩選是聚類分析的關(guān)鍵。隨著電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模增大，電壓控制分區(qū)易產(chǎn)生高維聚類問(wèn)題，導(dǎo)致分區(qū)方案不準(zhǔn)確甚至錯(cuò)誤。然而分布式電源以及電動(dòng)汽車的接入，對(duì)電網(wǎng)的電壓控制分區(qū)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。一體站因其兼具無(wú)功源特性與負(fù)荷特性，導(dǎo)致分區(qū)中電氣距離的定義發(fā)生變化，在節(jié)點(diǎn)屬性劃分時(shí)應(yīng)加以重新考慮。同時(shí)一體站的充、放、儲(chǔ)電三種特性行為，在電壓控制分區(qū)中的有效處理也亟待解決。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]I)建立電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站模型；
[0008]2)從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離；
[0009]3)建立評(píng)價(jià)電壓控制分區(qū)質(zhì)量的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)；
[0010]4)進(jìn)行多級(jí)階梯電壓控制分區(qū)；
[0011]5)對(duì)電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。
[0012]所述的步驟4)還包括以下子步驟:
[0013]41)降維聚類；
[0014]42)分裂凝聚；
[0015]43)還原調(diào)整。
[0016]利用數(shù)據(jù)降維的思想處理高維聚類問(wèn)題；考慮系統(tǒng)中存在電氣聯(lián)系特別緊密的小規(guī)模節(jié)點(diǎn)簇，每一簇節(jié)點(diǎn)的電壓特性可由中樞節(jié)點(diǎn)的信息表征，并略去其余節(jié)點(diǎn)的信息，電壓控制向量維度大幅降低，提高聚類準(zhǔn)確性和計(jì)算效率，并基于三級(jí)階梯分區(qū)步驟得到最優(yōu)分區(qū)。[0017]所述的步驟41)中還包括以下子步驟:
[0018]411)根據(jù)初始系統(tǒng)信息計(jì)算無(wú)功源電壓控制向量；
[0019]412)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電器距離形成聚類數(shù)；
[0020]413)令初始聚類半徑R = Rtl ;
[0021]414)計(jì)算聚類半徑R對(duì)應(yīng)的聚合節(jié)點(diǎn)集:
[0022]415)將聚合節(jié)點(diǎn)集的連通子集作為節(jié)簇；
[0023]416)判斷化簡(jiǎn)程度是否滿足設(shè)定，若滿足則進(jìn)行步驟417)，若不滿足，則在R值上增加設(shè)定數(shù)后返回步驟414)；
[0024]417)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息簡(jiǎn)化電網(wǎng)拓?fù)洌?br>
[0025]418)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息對(duì)電壓控制向量降維；
[0026]419)輸出簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)信息。
[0027]所述的步驟42)中還包括以下子步驟:
[0028]421)根據(jù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)信息將無(wú)功源獨(dú)立成區(qū)；
[0029]422)按連通層次順序分配受控節(jié)點(diǎn)，形成初始分區(qū)；
[0030]423)判斷是否存在模塊度增大的相連分區(qū)，若是，則進(jìn)行步驟424)，若否則進(jìn)行步驟425)；
[0031]424)歸并其中電器距離最近的分區(qū)，并執(zhí)行步驟425)；
[0032]425)歸并所有相連電氣分區(qū)中電器距離最近者，并執(zhí)行步驟426)；
[0033]426)判斷分區(qū)數(shù)是否為1，若是，則進(jìn)行步驟427)，若否則返回步驟423)；
[0034]427)多目標(biāo)模塊度指標(biāo)篩選最有分區(qū)；
[0035]428)輸出簡(jiǎn)化后系統(tǒng)分區(qū)。
[0036]所述的步驟43)中還包括以下子步驟:
[0037]431)根據(jù)簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)分區(qū)將節(jié)點(diǎn)簇中的節(jié)點(diǎn)分區(qū)號(hào)與簡(jiǎn)化后的節(jié)點(diǎn)一致；
[0038]432)得到還原后的原系統(tǒng)分區(qū)方案；
[0039]433)選取分區(qū)間的邊界受控節(jié)點(diǎn)為待調(diào)整節(jié)點(diǎn)；
[0040]434)判斷影響區(qū)內(nèi)是否連通，若是，則返回步驟433)，若否，則進(jìn)行步驟435)；
[0041]435)按模塊度最優(yōu)原則調(diào)整邊界受控節(jié)點(diǎn)分區(qū)；
[0042]436)輸出原系統(tǒng)最終分區(qū)方案。
[0043]所述的建立電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站模型具體為:
[0044]—體站模型在功能上兼具充電站、儲(chǔ)能站以及分布式電源；
[0045]同時(shí)一體站模型在結(jié)構(gòu)上包括:主控系統(tǒng)以及均有主控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、充放儲(chǔ)電池更換系統(tǒng)、階梯電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
[0046]所述的從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離具體為:
[0047]考慮了電壓分區(qū)應(yīng)遵循的原則:中樞點(diǎn)代表性、區(qū)域內(nèi)連通性、變壓器支路端點(diǎn)一致性、區(qū)域內(nèi)可控性及可觀性、區(qū)域間解耦性、對(duì)故障的魯棒性等；電氣距離的定義考慮了一體站的無(wú)功源特性，通過(guò)電壓控制靈敏度矩陣表征電氣距離。
[0048]所述的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)包括:衡量分區(qū)方案的區(qū)域間解耦模塊度和故障魯棒性模塊度，綜合兩個(gè)模塊度篩選最優(yōu)分區(qū)方案。
[0049]所述的對(duì)電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化具體為:[0050]根據(jù)建立的一體站多場(chǎng)景模型，結(jié)合充電系統(tǒng)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)中SOC小于20%、20%?80%和大于80%三種不同情況，對(duì)一體站在系統(tǒng)負(fù)荷高峰、負(fù)荷低谷和系統(tǒng)故障三種狀態(tài)進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。
[0051]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0052]本發(fā)明方法適用于含電動(dòng)汽車一體站并網(wǎng)的電力系統(tǒng)中，研究了區(qū)域電壓的可控性和解耦性，提出了無(wú)功源節(jié)點(diǎn)電氣距離定義，以及評(píng)價(jià)電壓控制分區(qū)質(zhì)量的多目標(biāo)模塊度指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上利用多層次分區(qū)方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)。通過(guò)諸如IEEE39和IEEEl 18等算例分析驗(yàn)證了本文方法的有效性，分區(qū)方案的區(qū)域內(nèi)部聯(lián)系緊密，區(qū)域間解耦程度較高，保證了區(qū)域內(nèi)部連通性，符合分區(qū)原則。若干大系統(tǒng)算例測(cè)試表明，通過(guò)“降維聚類-分裂凝聚-還原調(diào)整”機(jī)制，多級(jí)階梯分區(qū)方法可以有效地處理高維聚類問(wèn)題，降低問(wèn)題規(guī)模，使算法以較高的計(jì)算效率得到高質(zhì)量的分區(qū)方案，在大系統(tǒng)電壓控制分區(qū)、在線分區(qū)等方面有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0053]圖1為電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站結(jié)構(gòu)框圖；
[0054]圖2為本發(fā)明的方法流程圖；
[0055]圖3為步驟4)的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0057]實(shí)施例:
[0058]如圖1所示，電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由主控系統(tǒng)(調(diào)度中心)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(多功能變流裝置)、充放儲(chǔ)電池更換系統(tǒng)、階梯電池儲(chǔ)能系統(tǒng)組成，這4部分由主控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度。
[0059]一體站是未來(lái)智能電網(wǎng)的重要組成部分，與傳統(tǒng)充電站相比，其避免了電動(dòng)汽車無(wú)序充電帶來(lái)的電網(wǎng)危害，充分利用了主動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，為配電網(wǎng)提供增值效益，通過(guò)主控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多功能多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行。一體站的功能優(yōu)勢(shì)有:(I)削峰填谷:一體站通過(guò)采集電動(dòng)汽車以及電網(wǎng)信息，及時(shí)反饋到主控系統(tǒng)，調(diào)度中心輸出的控制信息調(diào)控電能流動(dòng)的大小和方向，利用峰時(shí)放電、谷時(shí)充電在為電動(dòng)汽車供能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)削峰填谷的作用；(2)電能質(zhì)量?jī)?yōu)化治理:一體站對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量?jī)?yōu)化治理主要包括諧波治理、無(wú)功補(bǔ)償?shù)?。一體站站內(nèi)配置的有源濾波器可對(duì)站內(nèi)諧波進(jìn)行集中補(bǔ)償，同時(shí)通過(guò)控制變流裝置達(dá)到諧波的就地治理，能夠有效的解決諧波污染，降低功率損耗。在無(wú)功補(bǔ)償方面，一體站利用無(wú)功補(bǔ)償裝置以及AVC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償及電壓調(diào)節(jié)的區(qū)域電壓優(yōu)化；(3)緊急支持功能:一體站具備電池更換系統(tǒng)和階梯電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，兩套儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)發(fā)生緊急狀況時(shí)快速對(duì)電網(wǎng)放電，延緩電網(wǎng)進(jìn)入緊急狀態(tài)，最大程度保持系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定，為電網(wǎng)的其他緊急控制爭(zhēng)取時(shí)間；(4)孤島運(yùn)行:當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重緊急情況甚至系統(tǒng)崩潰時(shí)，一體站可采取保護(hù)措施脫離電網(wǎng)孤島運(yùn)行，與局部負(fù)荷形成微網(wǎng)運(yùn)行。一體站的儲(chǔ)能系統(tǒng)可作為微網(wǎng)的分布式電源，提供不間斷電能服務(wù)，降低經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)跟蹤上級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)調(diào)整，以便及時(shí)無(wú)縫并網(wǎng)。[0060]如圖2所示，本發(fā)明電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0061]I)建立電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站模型；
[0062]2)從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離；
[0063]3)建立評(píng)價(jià)電壓控制分區(qū)質(zhì)量的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)；
[0064]4)進(jìn)行多級(jí)階梯電壓控制分區(qū)；
[0065]5)對(duì)電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。
[0066]如圖3所示，所述的步驟4)還包括以下子步驟:
[0067]SI)降維聚類；
[0068]S2)分裂凝聚；
[0069]S3)還原調(diào)整。
[0070]所述的步驟SI)中還包括以下子步驟:
[0071]Sll)根據(jù)初始系統(tǒng)信息計(jì)算無(wú)功源電壓控制向量；
[0072]S12)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電器距離形成聚類數(shù)；
[0073]S13)令初始聚類半徑R = Rtl ;
[0074]S14)計(jì)算聚類半徑R對(duì)應(yīng)的聚合節(jié)點(diǎn)集:
[0075]S15)將聚合節(jié)點(diǎn)集的連通子集作為節(jié)簇；
[0076]S16)判斷化簡(jiǎn)程度是否滿足設(shè)定，若滿足則進(jìn)行步驟S17)，若不滿足，則在R值上增加設(shè)定數(shù)后返回步驟S14)；
[0077]S17)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息簡(jiǎn)化電網(wǎng)拓?fù)洌?br>
[0078]S18)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息對(duì)電壓控制向量降維；
[0079]S19)輸出簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)信息。
[0080]所述的步驟S2)中還包括以下子步驟:
[0081]S21)根據(jù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)信息將無(wú)功源獨(dú)立成區(qū)；
[0082]S22)按連通層次順序分配受控節(jié)點(diǎn)，形成初始分區(qū)；
[0083]S23)判斷是否存在模塊度增大的相連分區(qū)，若是，則進(jìn)行步驟S24)，若否則進(jìn)行步驟S25)；
[0084]S24)歸并其中電器距離最近的分區(qū)，并執(zhí)行步驟S25)；
[0085]S25)歸并所有相連電氣分區(qū)中電器距離最近者，并執(zhí)行步驟S26)；
[0086]S26)判斷分區(qū)數(shù)是否為1，若是，則進(jìn)行步驟S27)，若否則返回步驟S23)；
[0087]S27)多目標(biāo)模塊度指標(biāo)篩選最有分區(qū)；
[0088]S28)輸出簡(jiǎn)化后系統(tǒng)分區(qū)。
[0089]所述的步驟S3)中還包括以下子步驟:
[0090]S31)根據(jù)簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)分區(qū)將節(jié)點(diǎn)簇中的節(jié)點(diǎn)分區(qū)號(hào)與簡(jiǎn)化后的節(jié)點(diǎn)一致；
[0091]S32)得到還原后的原系統(tǒng)分區(qū)方案；
[0092]S33)選取分區(qū)間的邊界受控節(jié)點(diǎn)為待調(diào)整節(jié)點(diǎn)；
[0093]S34)判斷影響區(qū)內(nèi)是否連通，若是，則返回步驟S33)，若否，則進(jìn)行步驟S35)；
[0094]35)按模塊度最優(yōu)原則調(diào)整邊界受控節(jié)點(diǎn)分區(qū)；
[0095]S36)輸出原系統(tǒng)最終分區(qū)方案。[0096]如圖3所示，降維聚類階段:選取合并電氣聯(lián)系緊密的節(jié)點(diǎn)集，將系統(tǒng)原圖Gtl =(VE0, ED0) (VE0即vertices，為圖G0的節(jié)點(diǎn)，ED0為邊)逐步降維簡(jiǎn)化為Gs = (VES, EDs)，從而使無(wú)功源電壓控制向量維度降至初始設(shè)定水平；分裂凝聚階段:經(jīng)過(guò)上一階段得到簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)信息，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分裂形成初始分區(qū)，然后由初始分區(qū)間的區(qū)域內(nèi)可控可觀性和區(qū)域間解耦關(guān)系逐步凝聚分區(qū)，并根據(jù)加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度Q2 (PSi)選出最優(yōu)分區(qū)方案；凝聚調(diào)整階段:將分裂凝聚階段得到的簡(jiǎn)化系統(tǒng)分區(qū)方案還原為原系統(tǒng)方案，調(diào)整區(qū)域邊界節(jié)點(diǎn)的分區(qū)歸屬，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化分區(qū)質(zhì)量，得到最優(yōu)分區(qū)方案。
[0097]降維聚類階段分為三個(gè)步驟:節(jié)點(diǎn)初步聚類:初步聚類以du作為節(jié)點(diǎn)相似度，以便快速找出電氣聯(lián)系緊密的節(jié)點(diǎn)集。本次選取聚類程度小于50%的底層聚類結(jié)果，以提高聚類的準(zhǔn)確性。為不改變節(jié)點(diǎn)集與外部的連通關(guān)系，選擇聚合節(jié)點(diǎn)中的連通子集作為節(jié)點(diǎn)集。同時(shí)，為保證變壓器兩端節(jié)點(diǎn)分區(qū)一致性，聯(lián)絡(luò)變壓器兩端的節(jié)點(diǎn)也作為節(jié)點(diǎn)集；節(jié)點(diǎn)集電壓中樞節(jié)點(diǎn)選擇:節(jié)點(diǎn)集的電壓中樞節(jié)點(diǎn)不僅要反應(yīng)集合內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電壓水平，而且要易于電壓調(diào)控。對(duì)于節(jié)點(diǎn)集Jk，根據(jù)節(jié)點(diǎn)集中各節(jié)點(diǎn)間的電氣聯(lián)系，選擇趨于中心位位置的受控節(jié)點(diǎn)作為中樞節(jié)點(diǎn):
[0098]
[0099]式中:Jk表示區(qū)域k的節(jié)點(diǎn)集合。當(dāng)Jk中只有兩個(gè)受控節(jié)點(diǎn)時(shí)，選擇受控靈敏度較大的作為中樞節(jié)點(diǎn):
[0100]
[0101]電網(wǎng)挖掘簡(jiǎn)化拓?fù)?在其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)集與外部分區(qū)連通關(guān)系不變的情況下，將該節(jié)點(diǎn)集簡(jiǎn)化歸并為一個(gè)等效節(jié)點(diǎn)，同時(shí)節(jié)點(diǎn)集間的聯(lián)絡(luò)支路邊權(quán)重的平均值作為歸并后的節(jié)點(diǎn)間連邊權(quán)重。節(jié)點(diǎn)集中可能含有無(wú)功源節(jié)點(diǎn)、受控節(jié)點(diǎn)以及一體站節(jié)點(diǎn)，考慮一體站節(jié)點(diǎn)的兩者兼具的特性，可將其等效為一個(gè)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)和一個(gè)受控節(jié)點(diǎn)，兩者相連后再與外部節(jié)點(diǎn)連接。為保證分區(qū)內(nèi)的連通性，在初步分區(qū)階段規(guī)定二者屬同一分區(qū)，原節(jié)點(diǎn)集Jk(G，EV，L)簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)集J' k(G'，L')。根據(jù)上述簡(jiǎn)化思想，在電壓控制向量中，保留中樞節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)維度，略去其余維度，若節(jié)點(diǎn)集中無(wú)功源節(jié)點(diǎn)數(shù)大于I時(shí)，則將無(wú)功源節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓控制向量疊加等效處理。
[0102]分裂凝聚階段分三個(gè)步驟:初始分裂:無(wú)功源的電壓控制能力可看做以其為圓心，由近及遠(yuǎn)向四周逐步衰減。利用無(wú)功源的這一擴(kuò)散特性，可以各無(wú)功源節(jié)點(diǎn)為核心，形成一系列規(guī)模較小的分區(qū)，將系統(tǒng)分裂為初始分區(qū)。初始分區(qū)應(yīng)保證區(qū)內(nèi)的連通性，按照各節(jié)點(diǎn)的連通層次順序進(jìn)行分裂。初始分裂分區(qū)在節(jié)點(diǎn)分配完成后，可保證各分區(qū)無(wú)孤立無(wú)功源節(jié)點(diǎn)；分裂凝聚:提高分區(qū)方案的區(qū)內(nèi)可控可觀和區(qū)間解耦性是分裂凝聚的首要目標(biāo)，具體凝聚過(guò)程中:若存在歸并后AQ' >0，AQ" >0的連通分區(qū)，找出電氣距離最近的一對(duì)(i，j)，歸并分區(qū)i與分區(qū)j ;若不存在則歸并連通分區(qū)中電氣距離最近的一對(duì)。重復(fù)上述過(guò)程至所有節(jié)點(diǎn)歸并為一個(gè)分區(qū)為止；分區(qū)方案確定:初始分裂與分裂凝聚產(chǎn)生的各分區(qū)方案，求取多目標(biāo)模塊度Qs (PSi)，并選出最優(yōu)分區(qū)方案。
[0103]還原調(diào)整階段:與簡(jiǎn)化系統(tǒng)的分區(qū)方案相比，經(jīng)過(guò)初始分裂分區(qū)階段，系統(tǒng)分區(qū)方案中某節(jié)點(diǎn)隸屬于分區(qū)A，而該節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)集Jk歸并得到，則可將Jk中所有節(jié)點(diǎn)設(shè)定為分區(qū)A，由此可得到原系統(tǒng)的分區(qū)方案。簡(jiǎn)化系統(tǒng)的最優(yōu)分區(qū)方案必然與原系統(tǒng)的最優(yōu)分區(qū)方案存在差異，以max[AQ' +AQ"]為目標(biāo)，調(diào)整原系統(tǒng)分區(qū)方案中區(qū)域邊界受控節(jié)點(diǎn)的分區(qū)屬性，得到最終分區(qū)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)建立電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站模型； 2)從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離； 3)建立評(píng)價(jià)電壓控制分區(qū)質(zhì)量的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)； 4)進(jìn)行多級(jí)階梯電壓控制分區(qū)； 5)對(duì)電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟4)還包括以下子步驟: 41)降維聚類； 42)分裂凝聚； 43)還原調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟41)中還包括以下子步驟: 411)根據(jù)初始系統(tǒng)信息計(jì)算無(wú)功源電壓控制向量； 412)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電器距離形成聚類數(shù)； 413)令初始聚類半徑R= Rtl ; 414)計(jì)算聚類半徑R對(duì)應(yīng)的聚合節(jié)點(diǎn)集: 415)將聚合節(jié)點(diǎn)集的連通子集作為節(jié)簇； 416)判斷化簡(jiǎn)程度是否滿足設(shè)定，若滿足則進(jìn)行步驟417)，若不滿足，則在R值上增加設(shè)定數(shù)后返回步驟414)； 417)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息簡(jiǎn)化電網(wǎng)拓?fù)洌? 418)根據(jù)節(jié)點(diǎn)簇信息對(duì)電壓控制向量降維； 419)輸出簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟42)中還包括以下子步驟: 421)根據(jù)簡(jiǎn)化系統(tǒng)信息將無(wú)功源獨(dú)立成區(qū)； 422)按連通層次順序分配受控節(jié)點(diǎn)，形成初始分區(qū)； 423)判斷是否存在模塊度增大的相連分區(qū)，若是，則進(jìn)行步驟424)，若否則進(jìn)行步驟425)； 424)歸并其中電器距離最近的分區(qū)，并執(zhí)行步驟425)； 425)歸并所有相連電氣分區(qū)中電器距離最近者，并執(zhí)行步驟426)； 426)判斷分區(qū)數(shù)是否為1，若是，則進(jìn)行步驟427)，若否則返回步驟423)； 427)多目標(biāo)模塊度指標(biāo)篩選最有分區(qū)； 428)輸出簡(jiǎn)化后系統(tǒng)分區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的步驟43)中還包括以下子步驟: 431)根據(jù)簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)分區(qū)將節(jié)點(diǎn)簇中的節(jié)點(diǎn)分區(qū)號(hào)與簡(jiǎn)化后的節(jié)點(diǎn)一致； 432)得到還原后的原系統(tǒng)分區(qū)方案；433)選取分區(qū)間的邊界受控節(jié)點(diǎn)為待調(diào)整節(jié)點(diǎn)； 434)判斷影響區(qū)內(nèi)是否連通，若是，則返回步驟433)，若否，則進(jìn)行步驟435)； 435)按模塊度最優(yōu)原則調(diào)整邊界受控節(jié)點(diǎn)分區(qū)； 436)輸出原系統(tǒng)最終分區(qū)方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的建立電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站模型具體為: 一體站模型在功能上兼具充電站、儲(chǔ)能站以及分布式電源； 同時(shí)一體站模型在結(jié)構(gòu)上包括:主控系統(tǒng)以及均有主控系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、充放儲(chǔ)電池更換系 統(tǒng)、階梯電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的從無(wú)功源的角度定義無(wú)功源控制的電氣距離具體為: 電氣距離的定義考慮了一體站的無(wú)功源特性，通過(guò)電壓控制靈敏度矩陣表征電氣距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的加權(quán)CS多目標(biāo)模塊度指標(biāo)包括:衡量分區(qū)方案的區(qū)域間解耦模塊度和故障魯棒性模塊度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站并網(wǎng)的多級(jí)電壓控制分區(qū)方法，其特征在于，所述的對(duì)電動(dòng)汽車充放儲(chǔ)一體站不同功能行為進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化具體為: 根據(jù)建立的一體站多場(chǎng)景模型，結(jié)合充電系統(tǒng)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)中SOC小于20%、20%~80%和大于80%三種不同情況,對(duì)一體站在系統(tǒng)負(fù)荷高峰、負(fù)荷低谷和系統(tǒng)故障三種狀態(tài)進(jìn)行多場(chǎng)景優(yōu)化。
【文檔編號(hào)】H02J3/28GK104022513SQ201410239645
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】李明, 韋鋼, 郭運(yùn)城, 國(guó)宗 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院