考虑电动汽车充电与常规负荷时空相关性的配电网可开放容量评估
赵子鋆，胡湘伟，邓亚芝，李泳健，卢新星，
彭清文*，阳小丹
国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司
原文发表在《全球能源互联网》2024年第3期“双碳”目标下的新型电力系统规划与运行专题中，欢迎点击品读。本文受国网湖南省电力有限公司重大科技项目（5216A522001Z）资助。
文章导读
可开放容量是一种用于评价配电网带负载能力的重要指标，常用于配电网的扩建工作当中。可开放容量一般可视为配电网典型日负荷基础之上的最大供电能力，故评估步骤可细分为最大供电能力计算和典型日选取两个方面。然而，当前可开放容量评估手段主要是基于历史最大电流方法，该方法以历史最大电流为典型值，且不考虑网络拓扑约束，存在过于保守的问题，造成评估结果精度不高。
文章亮点
01
提出一种考虑电动汽车充电负荷与常规负荷时空相关性典型日的选取方法。通过选取更具有代表性的典型日，克服传统方法选取历史最大值作为典型值造成评估结果过于保守的问题。
02
提出一种考虑光伏不确定性的配电网可开放容量评估方法。通过对光伏的时空不确定性进行量化建模，实现考虑光伏不确定性的可开放容量评估。
主要内容
采用考虑负荷时空相关性的方法从原始负荷数据中选取出典型日如图1所示。其中，灰色的部分为各节点的历史数据，位于灰色曲线密集处的场景相较于稀疏处更具有代表性。未考虑负荷时空相关性的典型日曲线处于历史负荷曲线较稀疏的位置，考虑了时空相关性的典型日处于历史负荷曲线稠密的区域，因而所选取的典型日更具有代表性。
⬆ 图 1部分节点的典型日曲线
由图2可知，相较于未考虑时空相关性的评估结果，考虑了时空相关性后在负荷低谷期可开放容量评估结果更大，负荷高峰期可开放容量更小，能够更好地保障配电网的运行安全，可开放容量评估结果更为合理。本文方法相较于传统方法评估模型的精度更高且能够有效反映典型日内可开放容量随时间的变化趋势。
⬆ 图2 不同方法的可开放容量评估结果
由表1可知，考虑了负荷相关性的评估结果要高于未考虑负荷相关性的评估结果，且远高于传统方法的评估结果，这是由于传统方法通过选取历史电流的最大值作为可开放容量评估的典型值，且未考虑网架拓扑和变压器的容量约束，得到的结果较为保守;而考虑了时空相关性的评估结果的可开放容量和典型日负荷的相关性更强，更能反映配电网真实的可开放容量分布。
表1 不同模型的平均优化结果比较
本文引文信息
赵子鋆，胡湘伟，邓亚芝，等. 考虑电动汽车充电与常规负荷时空相关性的配电网可开放容量评估[J]. 全球能源互联网，2024，7(3)：283-291.
Zhao Zijun, Hu Xiangwei, Deng Yazhi, et al. Distribution network available capacity evaluation considering the spatiotemporal correlation of electric vehicles charging loads and base loads [J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2024, 7(3): 283-291(in Chinese).
研究团队
国网长沙供电公司成立于1978年，是国家电网有限公司大型供电企业、国网湖南省电力有限公司的分公司。负责依法经营长沙电网，实现国有资产保值增值。规范管理长沙电网，保障电力供应和电网安全，为客户提供优质服务，规划和建设电网，满足长沙经济建设和社会发展需求。统一管理长沙电网调度，实现电网安全、可靠、高效运行。
国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司具备较好的研究条件。具备湖南省电力精准负荷预测系统、电力系统综合仿真分析程序(PSASP)等分析工具，在储能、电动汽车、电能质量、负荷预测方面有深厚的研究基础，负责全市的负荷预测管理工作；截至2022年10月，团队共发表论文101篇，授权发明专利和软件著作权59项，出版学术专著3部，曾获湖南省科技进步二等奖、省公司科技进步一等奖、管理创新一等奖等多项荣誉。
作者简介
赵子鋆
高级工程师
主要从事电力系统方式计划管理。
E-mail：294260126@qq.com
彭清文
工程师
主要从事电力系统分析及配网运行相关的研究工作。
E-mail：pqw1215@163.com
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编辑：张鹏
审核：周舟
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