本發(fā)明涉及電網(wǎng)運(yùn)行分析技術(shù)，具體為一種基于電動(dòng)汽車充電的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、首先，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)在評(píng)估電動(dòng)汽車接入對(duì)電網(wǎng)的影響時(shí)，往往忽略了電動(dòng)汽車充電需求的多樣性和動(dòng)態(tài)性，以及用戶行駛習(xí)慣和外部因素的復(fù)雜性，導(dǎo)致對(duì)電動(dòng)汽車接入后配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的預(yù)測(cè)不夠準(zhǔn)確，難以有效指導(dǎo)配電網(wǎng)的規(guī)劃、調(diào)度與運(yùn)維。

2、其次，電動(dòng)汽車的無(wú)序充電行為容易引發(fā)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)，尤其是當(dāng)大量電動(dòng)汽車在高峰時(shí)段同時(shí)充電時(shí)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，現(xiàn)有的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)往往缺乏針對(duì)電動(dòng)汽車充電特性的優(yōu)化策略，難以有效避免電壓波動(dòng)問(wèn)題的發(fā)生。

3、最后，電壓波動(dòng)不僅會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，還會(huì)直接損害電力用戶的用電體驗(yàn)，電壓不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致用戶設(shè)備損壞、用電中斷的問(wèn)題，進(jìn)而降低用戶對(duì)電網(wǎng)服務(wù)的滿意度和信賴度，現(xiàn)有的配電網(wǎng)評(píng)估與改進(jìn)方法往往難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決這些問(wèn)題，導(dǎo)致用戶體驗(yàn)不佳。

4、因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明專利提出了一種基于電動(dòng)汽車充電的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，以提升配電網(wǎng)規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)的科學(xué)性，增強(qiáng)電網(wǎng)用戶的服務(wù)質(zhì)量與用電體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于電動(dòng)汽車充電的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，它通過(guò)構(gòu)建精確的電動(dòng)汽車充放電模型和配電網(wǎng)電壓模型，結(jié)合電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，不僅提升了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，還為配電網(wǎng)規(guī)劃、調(diào)度與運(yùn)維提供了科學(xué)依據(jù)，有助于保障電網(wǎng)穩(wěn)定和用戶用電質(zhì)量，是應(yīng)對(duì)電動(dòng)汽車充電挑戰(zhàn)的有效解決方案。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供如下技術(shù)方案：一種基于電動(dòng)汽車充電的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，該評(píng)估方法的具體步驟為：

3、s100，電動(dòng)汽車充放電模型建立：綜合考慮電動(dòng)汽車的充電需求、充電功率、充電時(shí)間、放電功率以及電池狀態(tài)的因素建立電動(dòng)汽車充放電模型，模擬電動(dòng)汽車在不同工況下的充放電行為；

4、s200，配電網(wǎng)電壓模型建立：根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)荷情況，建立配電網(wǎng)電壓模型，反映配電網(wǎng)在不同運(yùn)行狀態(tài)下的電壓分布情況；

5、s300，綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建：將電動(dòng)汽車充放電模型與配電網(wǎng)電壓模型進(jìn)行緊密結(jié)合，構(gòu)建綜合性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，通過(guò)模擬電動(dòng)汽車在不同時(shí)間、不同功率下的充放電過(guò)程，計(jì)算配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓波動(dòng)情況，并評(píng)估其對(duì)電壓質(zhì)量的影響；

6、s400，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)：使用電壓偏移、電壓波動(dòng)、諧波含量作為指標(biāo)，求解綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果；

7、s500，實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證與優(yōu)化：在不同類型、不同規(guī)模的配電網(wǎng)中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，確保評(píng)估方法的適用性和可靠性，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果不斷優(yōu)化和完善綜合模型，以提高評(píng)估方法適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。

8、進(jìn)一步地，所述s100包括：

9、s101，收集電動(dòng)汽車的基本參數(shù)，獲取電動(dòng)汽車的歷史充電記錄、用戶行駛習(xí)慣及預(yù)測(cè)行駛需求的數(shù)據(jù)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化；

10、s102，根據(jù)電動(dòng)汽車的行駛需求、用戶習(xí)慣及外部因素，建立充電需求模型；

11、s103，根據(jù)配電網(wǎng)中各元件的電氣特性，建立其等值電路模型，并設(shè)定相應(yīng)的電氣參數(shù)；

12、s104，考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率需求、車輛行駛速度、路況的因素對(duì)放電功率的影響，建立電動(dòng)汽車的放電功率模型；

13、s105，將充電需求模型、充電功率和放電功率模型進(jìn)行集成，形成完整的電動(dòng)汽車充放電模型；

14、s106，對(duì)電動(dòng)汽車充放電模型進(jìn)行驗(yàn)證，評(píng)估其準(zhǔn)確性和可靠性。

15、更進(jìn)一步地，所述s104建立電動(dòng)汽車的放電功率模型，據(jù)電動(dòng)汽車的電池容量、當(dāng)前電量和行駛需求，確定所需的充電量qcharge，創(chuàng)建充電需求模型公式為：qcharge＝qtotal-qcurrent，其中：qtotal是電池的總?cè)萘俊current是當(dāng)前電量，根據(jù)充電需求和充電站的最大功率限制pmax，計(jì)算充電功率pcharge，創(chuàng)建充電功率模型公式為：pcharge＝min(pdemand,pmax)，pcharge＝min(pdcmand,pmax)，根據(jù)電動(dòng)汽車的行駛狀態(tài)和電池的放電特性，確定放電功率pdischarge，創(chuàng)建放電功率模型公式為：pdischarge＝f(v,θ，soc)，其中：v是車輛速度、θ是電池溫度、soc是電池的荷電狀態(tài)，將充電需求模型、充電功率與充電時(shí)間模型以及放電功率模型進(jìn)行集成，形成一個(gè)統(tǒng)一的充放電模型，使用歷史數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠。

16、更進(jìn)一步地，所述s200包括

17、s201，收集配電網(wǎng)的詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，獲取各節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)和歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

18、s202，采用圖論方法將配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抽象為節(jié)點(diǎn)和邊的集合，構(gòu)建配電網(wǎng)的拓?fù)淠Ｐ停?/p>

19、s203，根據(jù)配電網(wǎng)中各元件的電氣特性，建立其等值電路模型，并設(shè)定相應(yīng)的電氣參數(shù)；

20、s204，利用牛頓-拉夫遜法算法將配電網(wǎng)的拓?fù)淠Ｐ汀⒌戎惦娐纺Ｐ秃拓?fù)荷數(shù)據(jù)作為輸入，創(chuàng)建配電網(wǎng)電壓模型建立；

21、s205，使用實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)建立的配電網(wǎng)電壓模型進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

22、更進(jìn)一步地，所述s202配電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ偷臉?gòu)建，將配電網(wǎng)中的每個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)抽象為圖中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)用i表示，將配電網(wǎng)中連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電氣線路抽象為圖中的邊，邊用(i,j)表示，構(gòu)建一個(gè)鄰接矩陣a，其元素aij為：計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)di，計(jì)算公式為：分析圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的環(huán)網(wǎng)、輻射網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的功能和特性進(jìn)行分類，為每條邊定義電氣屬性，包括電阻rij、電抗xij，構(gòu)建支路阻抗矩陣z，元素zij公式為：zij＝rij+jxij，若i和j之間沒(méi)有直接連接，則zij＝0，驗(yàn)證構(gòu)建的拓?fù)淠Ｐ褪欠裾_反映了配電網(wǎng)的物理連接和電氣特性。

23、更進(jìn)一步地，所述s204使用牛頓-拉夫遜法算法建立配電網(wǎng)電壓模型為配電網(wǎng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)i設(shè)置初始電壓構(gòu)建雅可比矩陣j，其中矩陣元素jij表示節(jié)點(diǎn)j電流對(duì)節(jié)點(diǎn)i電壓的偏導(dǎo)數(shù)，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)i的注入功率si＝pi+jqi，其中：pi是有功功率qi是無(wú)功功率，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)i計(jì)算功率不平衡量，公式為：δsi＝si-sload,i，使用牛頓-拉夫遜法迭代更新節(jié)點(diǎn)電壓，牛頓-拉夫遜法公式為：其中：k表示當(dāng)前迭代次數(shù)、jii是雅可比矩陣的對(duì)角元素在每次迭代后，檢查電壓更新是否滿足收斂條件：其中：∈是預(yù)設(shè)的收斂閾值，當(dāng)滿足收斂條件時(shí)，輸出最終的節(jié)點(diǎn)電壓vi作為配電網(wǎng)電壓模型的結(jié)果。

24、更進(jìn)一步地，所述300包括：

25、s301，將電動(dòng)汽車充放電模型作為動(dòng)態(tài)負(fù)荷接入配電網(wǎng)電壓模型，確保電動(dòng)汽車充放電過(guò)程中的功率變化能夠?qū)崟r(shí)反映在配電網(wǎng)電壓模型中；

26、s302，設(shè)定時(shí)間場(chǎng)景和功率場(chǎng)景，在每個(gè)模擬場(chǎng)景下，模擬電動(dòng)汽車的充放電過(guò)程，計(jì)算電動(dòng)汽車接入配電網(wǎng)后的功率變化及其對(duì)配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓的影響；

27、s303，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)比較電壓分布數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的電壓質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)，評(píng)估電動(dòng)汽車充放電對(duì)配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的影響，識(shí)別不達(dá)標(biāo)節(jié)點(diǎn)與時(shí)段，并分析其對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定與用戶用電質(zhì)量的潛在風(fēng)險(xiǎn)；

28、s304，編制綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告，闡述電動(dòng)汽車充放電對(duì)電壓質(zhì)量的影響與風(fēng)險(xiǎn)，提出改進(jìn)措施并評(píng)估效果。

29、更進(jìn)一步地，所述s400包括：

30、s401，采用電壓偏移、電壓波動(dòng)、諧波含量作為評(píng)估配電網(wǎng)電壓質(zhì)量的主要指標(biāo)；

31、s402，從配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中獲取電壓、電流的時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化；

32、s403，計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)的電壓值與額定電壓的差值，得到電壓偏移量，利用事件檢測(cè)算法識(shí)別電壓波動(dòng)事件，計(jì)算總諧波畸變率，評(píng)估諧波對(duì)電網(wǎng)的影響；

33、s404，構(gòu)建綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，將電壓偏移、電壓波動(dòng)、諧波含量指標(biāo)作為輸入變量，采用加權(quán)求和法算法進(jìn)行綜合計(jì)算，得到配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果；

34、s405，將綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型計(jì)算得到的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判斷配電網(wǎng)電壓質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。

35、更進(jìn)一步地，所述404采用加權(quán)求和法算法進(jìn)行綜合計(jì)算，選擇電壓偏移、電壓波動(dòng)和諧波含量作為評(píng)估配電網(wǎng)電壓波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算得到所述指標(biāo)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，為每個(gè)指標(biāo)確定權(quán)重，以反映其在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的重要性，使用加權(quán)求和法算法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合計(jì)算，得到綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，加權(quán)求和公式為：risk?score＝w1×voffset+w2×vfluctuation+w3×hharmonics，其中：w1,w2,w3分別是電壓偏移、電壓波動(dòng)和諧波含量的權(quán)重，voffsct,vfluctuation,hharmonics是經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理的指標(biāo)值，根據(jù)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，將風(fēng)險(xiǎn)劃分為不同的等級(jí)，輸出綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，并提供相應(yīng)的解釋和建議，使用實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

36、更進(jìn)一步地，所述s500包括：

37、s501，確定驗(yàn)證與優(yōu)化的具體目標(biāo)，選擇配電網(wǎng)類型和規(guī)模；

38、s502，在測(cè)試點(diǎn)安裝所需的監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器，確保能夠準(zhǔn)確獲取配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

39、s503，定期收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘方法，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估方法的性能表現(xiàn)

40、s504，針對(duì)識(shí)別出的問(wèn)題，對(duì)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整

41、s505，將優(yōu)化后的方法重新部署到測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，繼續(xù)監(jiān)控配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)確保優(yōu)化效果達(dá)到預(yù)期。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，該電子證照用戶信息安全與隱私評(píng)估方法具備如下有益效果：

43、一、本發(fā)明通過(guò)綜合考慮電動(dòng)汽車的充電需求、行駛習(xí)慣及外部因素，結(jié)合配電網(wǎng)的詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電氣特性，構(gòu)建了精確的電動(dòng)汽車充放電模型與配電網(wǎng)電壓模型，不僅使得對(duì)電動(dòng)汽車接入后配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確，還為配電網(wǎng)的規(guī)劃、調(diào)度與運(yùn)維提供了科學(xué)的依據(jù)，有效避免了因電動(dòng)汽車無(wú)序充電引發(fā)的電壓波動(dòng)問(wèn)題，提升了配電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性和安全性。

44、二、本發(fā)明通過(guò)細(xì)致的電壓質(zhì)量評(píng)估，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并識(shí)別配電網(wǎng)中因電動(dòng)汽車充放電導(dǎo)致的電壓不達(dá)標(biāo)節(jié)點(diǎn)及時(shí)段，進(jìn)而為電網(wǎng)管理者提供針對(duì)性的改進(jìn)措施，不僅有助于快速恢復(fù)和改善電壓質(zhì)量，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還顯著提升了電力用戶的用電體驗(yàn)，減少了因電壓波動(dòng)導(dǎo)致的設(shè)備損壞或用電中斷情況，增強(qiáng)了電力用戶對(duì)電網(wǎng)服務(wù)的滿意度和信賴度。

45、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。