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北京交通大学许寅、和敬涵等:考虑配电网韧性与充电便利性的电动汽车充电站布点方法


该文受国家自然科学基金资助项目(51807004)资助。


原文发表在《全球能源互联网》2019年第4期“清洁能源集成系统规划与商业模式”专题,欢迎点击品读。


作者苏明玉,许寅,王颖,和敬涵

位:北京交通大学



文章导读

极端事件后输电网可能由于基础设施毁损无法及时为配电网送电,配电网可以利用本地可调度类电动汽车为关键负荷紧急供电,从而缩短停电时间,提升配电网韧性。目前,随着车用电池性能的不断提升及V2G技术的日益成熟,电动汽车作为分布式储能单元在调节地区电网峰谷、调频、平抑分布式电源扰动、作为应急电源等方面展现了巨大潜能。大量研究与试验表明,将电动汽车与电网智能地结合起来,利用电动汽车的储能系统为电网服务是可行的。

文章亮点

(1)基于可调度类电动汽车可作为移动电源在极端情况下为配电网馈电的特点,在充电站规划阶段综合考虑了正常情况下电动汽车充电需求及便利性,以及极端情况下电动汽车通过充电站为配电网中关键负荷进行供电恢复的可行性;

(2)结合可调度类电动汽车运营实际情况,提出了一种最小化加权充电距离与最大化配电网韧性的充电站布点的混合整数线性规划模型;

(3)综合对比了布点模型目标中不同权重系数下的布点方案,探讨了在相应布点方案下故障恢复与电动汽车充电距离的具体情况,为决策者根据需求确定多目标权重值给出了建议。

摘要

电动汽车作为分布式移动储能单元,可以在极端事件发生后调度至充电站,作为应急电源为配电网内关键负荷恢复供电,从而提升配电网韧性。因此在充电站布点规划阶段需要考虑电动汽车在提升配电网韧性方面的作用。本文重点关注可调度类电动汽车的充电站布点方法,以配电网各个极端场景下关键负荷加权恢复数目最大、电压幅值差最小以及交通网充电距离最小为目标,综合考虑充电站数目约束、配电网运行约束和充电站输出功率等约束,提出了一种兼顾配电网韧性和充电便利性的充电站布点问题的混合整数线性规划模型,可利用成熟优化求解器有效求解。最后通过算例分析验证了提出的充电站布点方法的有效性。

⬆ 图1 交通21节点网络图

图2 110kV配网线路图

(与21节点交通网耦合)

图3 充电站布点

(充电站数目为6)


本文引文信息

苏明玉,许寅,王颖,等. 考虑配电网韧性与充电便利性的电动汽车充电站布点方法[J]. 全球能源互联网,2019,2(4):341-348.


Su Mingyu, Xu Yin, Wang Ying, et al. Placement of charging stations for electric vehicles considering distribution system resilience and charging convenience[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2019, 2(4): 341-348(in Chinese).


作者简介

苏明玉(1995)


女,硕士研究生


研究方向为配电网故障恢复与韧性,E-mail:17121491@bjtu.edu.cn。


许寅(1986)


男,教授、博士生导师


研究方向为配电网故障恢复与韧性、电力系统暂态建模与仿真,E-mail:xuyin@ bjtu.edu.cn。


王颖(1992)


女,博士研究生


研究方向为配电网故障恢复与韧性,E-mail:15117381@bjtu.edu.cn。


和敬涵(1964)


女,教授、博士生导师


研究方向为继电保护、故障距离检测和故障定位,

E-mail:jhhe@bjtu.edu.cn。



研究团队

北京交通大学是教育部直属重点高校,国家“985工程优势学科创新平台”、“211工程”首批重点建设院校。北京交通大学电气工程学院目前设有电力工程系、电气传动与控制工程系2个系,电机与电器研究所、电力电子研究所、新能源研究所、牵引供电研究所等4个研究所。

许寅教授课题组致力于配电网故障恢复与韧性、电力系统暂态建模与仿真等领域的研究,发表学术论文50余篇,其中SCI收录论文20余篇。

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编辑:张宇

审核:白恺


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