一种规模化电动汽车接入负荷边界方法及系统

1.本发明属于电力新能源接入管理技术领域，更具体的，涉及一种规模化电动汽车接入负荷边界方法及系统。


背景技术：

2.随着国家“双碳”政策的推进，电动汽车的推广应用能够有效缓解传统燃油车辆尾气碳排放的问题，但电动汽车数量的规模化增长引起的充电负荷将给区域配电网的供电能力和运行安全性带来挑战，用户充电行为及电网影响分析成为配电网运行和管理中的一个重要研究领域。
3.近年来，随着海量充电桩信息的接入监测，负荷预测模型的成熟和有序充电的推广，有效的量化了规模化电动汽车接入对配电网的影响，保证了电力相关部门需求侧管理的需求。
4.但此类监测分析仍然有以下缺点：
5.1、规模化电动汽车充电行为与配电网各独立区域功能信息息息相关，需考虑不同属性的区域电量负荷峰谷。
6.2、规模化电动汽车充电行为与配电网各独立区间的电动汽车车辆数据息息相关，而这些数据无法从传统电力数据中有效提取。
7.3、无法量化独立配电网区域的负荷安全边界，进而无法有效进行告警。


技术实现要素：

8.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，解决规模化电动汽车接入下重要信息残缺，缺乏安全边界量化手段无法有效告警的难题，进而提出一种规模化电动汽车接入负荷边界方法及系统。
9.本发明采用如下的技术方案。
10.一种规模化电动汽车接入负荷边界方法，用于对不同道路区域的负荷边界进行调整，其中，负荷边界包括：变压器整体负载率，该方法包括如下步骤：
11.步骤1，确定道路区域的功能信息，功能信息包括：居民区、工业区与商业区；
12.步骤2，获取道路区域的配网数据，包括：电压信息ui与变压器整体负载率μi；
13.步骤3，根据道路区域的功能信息，对道路区域在不同时间下的变压器整体负载率调整为μi′
；
14.步骤4，获取道路区域的电动汽车状态，包括：驻留电动汽车数量ci、车流量信息di、平均时速vi；
15.步骤5，根据道路区域的电动汽车状态与配网数据，对道路区域的变压器整体负载率再次调整为μi″
；
16.步骤6，若变压器整体负载率超出预设阈值，进行预计过负荷预警。
17.进一步的，步骤1具体包括：
18.根据政府行政规划下的区间划分，确定道路区域的功能信息。
19.进一步的，步骤1具体包括：
20.根据配电网规划下的区间划分，确定道路区域的功能信息。
21.进一步的，步骤3具体包括：
22.步骤31：北京时间6点至北京时间9点，北京时间16点至北京时间23点，功能信息为居民区的道路区间的变压器整体负载率μi增加30％；
23.步骤32：北京时间9点至北京时间18点，功能信息为工业区的道路区间的变压器整体负载率μi增加30％；
24.步骤33：北京时间11点至北京时间21点，功能信息为商业区的道路区间的变压器整体负载率μi增加30％。
25.进一步的，步骤4具体包括：
26.步骤41，根据道路区域安装的流量摄像头，识别并记录电动汽车信息；
27.步骤42，通过图像学习，根据电动汽车信息，计算出道路区域的车流量信息di、平均时速vi以及车流方向；
28.步骤43，根据车流方向，获取道路区域的驻留电动汽车数量ci。
29.进一步的，步骤41还包括：
30.根据车牌的颜色与车牌号，识别汽车是否为电动汽车；
31.若为电动汽车，记录所述电动汽车信息。
32.进一步的，道路区域包括：第一道路区域与第二道路区域，第二道路区域为第一道路区域按照所述车流方向必定经过的多个道路区域，进而步骤43具体包括：
33.驻留电动汽车数量ci为单位时间内记录在第一道路区域且未记录在第二道路区域的电动汽车数量。
34.进一步的，步骤5具体包括：
[0035][0036]
其中，是电动汽车平均电池容量，t是电动汽车充电至防过充机制启动的时间，α是驻留电动汽车充电期望概率，β是电动汽车停车且进行充电的期望概率。
[0037]
进一步的，α是0.4，β是0.08。
[0038]
一种规模化电动汽车接入负荷边界系统，包括：路况数据信息模块、配网数据信息模块、城市区域功能信息模块和负荷边界计算模块；
[0039]
路况数据信息模块用于获取道路区域的电动汽车状态；
[0040]
配网数据信息模块用于获取道路区域的配网数据；
[0041]
城市区域功能信息模块用于获取道路区域的功能信息；
[0042]
负荷边界计算模块用于计算变压器整体负载率μi。
[0043]
进一步的，路况数据信息模块包括：车牌类型比对模块、车流量信息模块和道路区间数据归集模块；
[0044]
车牌类型比对模块用于判断汽车是否为电动汽车；
[0045]
车流量信息模块连接某个道路区间内的多个流量摄像头，通过图像学习获取摄像头捕获的该道路区间内的车流量信息di；
[0046]
道路区间数据归集模块用于记录所有道路区域的电动汽车信息与电动汽车状态。
[0047]
进一步的，配网数据信息模块包括：区间电压监测模块和区间负载监测模块；
[0048]
区间电压监测模块用于获取电压信息ui；
[0049]
区间负载监测模块用于获取变压器整体负载率μi。
[0050]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0051]
该车网数据融合下的规模化电动汽车接入负荷边界方法，具备路况数据信息模块、配网数据信息模块、城市区域功能信息模块和负荷边界计算模块，通过融合车网数据，整合配电网电压负荷数据、区间属性数据、电动汽车数据，建立配电网各独立区间的负荷边界模型，解决了规模化电动汽车接入下重要信息残缺，缺乏安全边界量化手段无法有效告警的难题。
附图说明
[0052]
图1为本发明的模块架构流程示意图。
[0053]
图2为本发明的负荷边界方法步骤示意图。
具体实施方式
[0054]
下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0055]
如图1-2所示，一种规模化电动汽车接入负荷边界系统，包括路况数据信息模块、配网数据信息模块、城市区域功能信息模块、负荷边界计算模块。
[0056]
路况数据信息模块包括车牌类型比对模块、车流量信息模块、道路区间数据归集模块。
[0057]
配网数据信息模块包括区间电压监测模块和区间负载监测模块。
[0058]
路况数据信息模块及配网数据信息模块在每个道路区间内均有部署。具体区间大小可以按照政府行政规划下的区间划分，也可以按照配电网规划下的区间划分。
[0059]
车牌类型比对模块连接被选中的道路区间内的多个流量摄像头，通过图像学习获取摄像头捕获的车牌信息数据来获取该车牌是否为新能源车牌，如识别新能源车牌的颜色及号码段特征，并进一步计算道路区间内的电动汽车的数量，进而确定驻留电动汽车数量ci，并将单位时间内的电动汽车车牌信息传递给该道路区间内的道路区间数据归集模块。
[0060]
车流量信息模块连接某个道路区间内的多个流量摄像头，通过图像学习获取摄像头捕获的该道路区间内的车流量信息di、平均时速vi和道路区间的车流方向。其中，车流量信息di是固定距离下的电动汽车数量，平均时速vi可以根据负荷边界预警的监控颗粒度来决定，如负荷边界预警的监控颗粒度是15分钟，那么平均时速vi的时间也可以选择15分钟，即15分钟内车流行进了多少米。
[0061]
道路区间数据归集模块可以获取来自车牌类型比对模块传递来的某个道路区间内的电动汽车车牌信息，还可以获取与该道路区间连接的各个区间的车牌类型比对模块传递来的电动汽车车牌信息，同时计算各个车流方向的电动汽车车牌信息差别，即：如果某个电动汽车车牌信息在车流方向的下一个区间内不存在，则将该信息记录下来，并计算整理单位时间内的所有此类信息，即单位时间内该区域的驻留电动汽车数量ci。
[0062]
道路区间数据归集模块会将路况数据，也就是驻留电动汽车数量ci、车流量信息di、平均时速vi传递给所述负荷边界计算模块。
[0063]
区间电压监测模块获取某个道路区间的配网数据中的电压信息ui，并将该信息传递给所述负荷边界计算模块。
[0064]
区间负载监测模块获取某个道路区间的配网数据中的变压器整体负载率μi，并将该信息传递给所述负荷边界计算模块。
[0065]
城市区域功能信息模块负责获取区域功能信息，功能类型包括居民区、商业区、工业区，并将该信息传递给所述负荷边界计算模块。
[0066]
负荷边界计算模块会获取某个道路区间的路况数据、配网数据及区域功能数据，随后经过3个步骤来完成计算：
[0067]
步骤1：根据当前时间和所述城市区域功能信息模块获取的区域功能信息，扩大区域负荷边界范围，步骤1完成后的某个道路区间的变压器整体负载率为μi′
，步骤1具体可以是：
[0068]
步骤1-1：北京时间6点至北京时间9点，北京时间16点至北京时间23点，居民区负荷边界范围在所述区间负载监测模块获取的某个道路区间的变压器整体负载率μi的基础上增加30％；
[0069]
步骤1-2：北京时间9点至北京时间18点，工业区负荷边界范围在所述区间负载监测模块获取的某个道路区间的变压器整体负载率μi的基础上增加30％；
[0070]
步骤1-3：北京时间11点至北京时间21点，商业区负荷边界范围在所述区间负载监测模块获取的某个道路区间的变压器整体负载率μi的基础上增加30％；
[0071]
步骤2：根据所述车流量信息模块获取的平均时速vi、车流量信息di和所述道路区间数据归集模块获取的驻留电动汽车数量ci，
[0072]
其中，已驻留电动汽车会存在充电的可能性，而车流量信息和车流的平均时速可以得出单位时间内有行驶了多少辆车，那么这些车中的一部分会存在停车充电的可能性。
[0073]
在步骤1的结果下继续扩大区域负荷边界范围，步骤2完成后的某个道路区间的变压器整体负载率为μi″
，其中，
[0074][0075]
式(1)中，是电动汽车平均电池容量，t是电动汽车充电至防过充机制启动的时间，α是驻留电动汽车充电期望概率，β是电动汽车停车且进行充电的期望概率；
[0076]
其中α可以在0-1之间设置，一般设置成0.4，即40％的驻留电动汽车会进行充电；
[0077]
β可以在0-1之间设置，一般设置成0.08，即8％的电动汽车会停车且进行充电；
[0078]
上述两个期望值可根据实际情况进行修改。
[0079]
步骤3：根据某个道路区间的变压器整体负载率规划设计，判断μi″
是否超出预设的阈值，如果超出阙值，则给出预计过负荷预警。
[0080]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。