电动汽车对区域电网的影响技术方案

电动汽车对区域电网的影响技术方案

2019.1.20

1系统思路

1.1研究内容

1.研究不同电动汽车接入规模和充电方式对单一设备和整个网络的影响。包括：设备过载

与寿命损失、电压波动和管理、网络损耗；

2.预测地区电网电动汽车充电需求，采用基于Multi-Agent的复杂系统建模方法对大量分

散用户的使用行为和充电习惯进行模拟，得出城市电网范围内电动汽车充电的负荷模型；

3.基于地理信息引擎开发适用于城市电网的电动汽车充放电站智能优化布点和可视化规

划软件；

1.2最终研究成果

1)完善充电站在电网潮流分析中的模型，重新配置地区电力负荷分布，并依据建立的模型

校验线路分布，开发相关的仿真程序，综合优化城市配电网分布。

2)电动汽车充电的负荷模型；

3)电动汽车充放电站智能布点和可视化规划软件。

1.3系统设计要求

1)可靠性。

2)安全性：保证数据和系统的安全性，采用适当加密防护措施，防范利用网络对系统

的攻击和破坏。

3)完整性：要保证数据的完整性，并提供所有相关数据的备份及恢复功能。

4)一致性：保证数据的一致性。

5)连续性：以固定的采样周期对所需数据进行连续采集与存储。

6)及时性：保证数据传输与处理的及时性。

7)开放性：采用开放式体系结构和功能分布式系统设计。

8)扩展性：适应电力调度业务与信息技术的发展。

1.4系统软件设计方案

1)采用C/S 体系结构，整体软件设计分为界面显示层，业务逻辑层，数据操作层三

层结构，方便软件功能的扩展。

2)软件设计应用面向对象思想并采用模块化分布式结构，功能的扩充更改只需修改相

应的软件模块，而不影响整个系统。

3)应用软件模块“即装即用”，可以安装在同一台服务器上运行，也可以分布安装在

不同的业务服务器上运行。

4)根据操作员级别的不同，分别给予相应模块的操作权限。

5)系统运行过程具有完备的记录。包括操作记录，数据库访问记录等。

6)客户端程序做到在线自动升级，以达到免维护的目的。

7)人机界面采用树形结构图、菜单、按钮、对话框以及各类选择框等技术，尽可能减

少键盘输入方式，避免误操作和误输入。

8)用户界面、报表打印及运行记录打印输出完全中文汉化。

1.5关键技术

1)电动汽车接入配电网的计算与分析模型；

2)电动汽车充换电站运营的模拟系统；

3)电动汽车充放电站智能布点和规划软件。

2设计方案

2.1充换电站规划软件系统架构

系统由充换电站运营模拟系统，变电站接入计算系统，充换电网络规划系统三部分组成。

2.2系统硬件平台

正常运行Windows 98/2000/XP/Vista/7的所有计算机都可以正常运行子站系统。推荐采用1G内存以上运行Windows XP。

2.3系统开发平台

开发环境选择Microsoft Visual C#.net2008。作为C++的升级语言，C#具有更优越的开发特性。在.net框架下，利用C#语言开发windows应用程序，所需代码量少，可大大节省开发周期。其资源托管服务可以自动释放不需要的资源，比其它语言更为强健与稳定。

2.4系统数据库支撑平台

2.4.1操作系统

采用Windows2000 Server中文版或Windows 2003 Server中文版

2.4.2数据库系统

数据库系统推荐采用SQL Server 2008中文版。在Windows 2008 Server上，SQL Server 2008是运行效率最高的数据库系统，其具备下列特点：

1)具有可靠、高效、安全和高性能的管理和访问机制。

2)具有分布式处理、数据可靠性、性能优化等特性，符合国际标准。

3)有灵活的可扩展性，数据和程序可以透明地在数据库和软件之间进行访问和移植。

Windows系列操作系统内置了对SQL Server的支持。

4)提供多种安全检查、对数据对象访问控制、授权和权限的管理，支持分布式操作、

集群操作，满足数据可靠性、安全性、完整性的需要。

5)支持所有数据类型，包括基本数据类型、声音、图像等多媒体数据及自定义数据等。

6)数据备份恢复方便，数据备份的周期、时间用户可调。可以采用多种介质备份数据，

如光盘、磁带等。备份的操作在后台进行。

7)系统提供强大的数据库管理工具，可以方便的进行数据库管理和维护工作。

注：根据用户实际需要，也可以采用Sybase、Oracle数据库。

2.5系统应用平台

1)操作系统：Microsoft Windows NT/2000/2003/2008 Server

2)数据库：Microsoft SQL Server 2008企业版

3系统功能设计

3.1充换电站运营模拟系统

•接入数据：

•调度名称，所在地区、经度、纬度；

•接入变电站名称，母线，变压器容量；

•接入导线回数，电压等级，型号，长度；

•充电机和充电桩的额定功率，电流，电压，类型（交/直流），数量。

•实时监控数据：

•充电站状态信息：主开关状态、全站总功率、总电流、总电量、功率因数、主变状态、无功补偿状态、谐波含量、三相不平衡度；

•高级应用数据：

•充电计划：日前24小时充电电量预测；

•可调度储能电量，充电功率，持续时间预测；

•总电量汇总统计：按照日、月、年时段计算全站、充电机统计总电量；

•无功调节能力：（适用于10KV动态无功补偿和并联电容补偿）。

3.2变电站接入计算系统

对规划建设电动汽车充（换）电站一级充换电配送中心，开发充换电站接入配网影响的分析计算系统。以馈线为单元建立模型，包括变压器，开关，线路以及二次设备等。

系统影响分类

1）热负荷：元件在正常和紧急情况下过载的程度（过载元件数量、类型，过载持续时间和规模）；

2）电压：电动汽车充电负荷对系统电压调节的不利影响及其程度（电压偏移，变压器分接头，电容器投切等）；

3）不平衡：三相电动汽车负荷不平衡对系统的影响；

4）网损→电动汽车充电对配网网损的影响。

设备层次的分析检查电动汽车接入数量的增加对每一种配网资产（设备）的影响，识别哪些设备容易出现电动汽车负荷导致的过载。通过对某条馈线的确定性评估得出配电变压器的过载情况。在峰荷时间和非尖峰时段，分别确定能够导致变压器过载的电动汽车接入数量。得出每个用户接入电动汽车数量与系统过载元件数量的关系。

3.3充换电网络规划系统

在电动汽车负荷建模和接入电网影响研究的基础上，实现城市电网电动汽车充放电网络布点的智能化与网络规划的可视化，提供能够满足工程需求的实用化工具。

4系统主要技术性能指标

●可完成1000个充换电站节点的计算和网络优化；

●能够对接入系统的潮流、电压、谐波进行仿真计算；

●能够提供充换电站负荷曲线模拟；

●能够提供不同充换电模式的负荷曲线。