您的位置:山东大学 -> 科技期刊社 -> 《山东大学学报(工学版)》

山东大学学报 (工学版) ›› 2020, Vol. 50 ›› Issue (3): 104-110.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2019.138

• 电气工程 • 上一篇    下一篇

考虑路灯充电桩接入的城市配电网电压控制方法

宋士瞻1(),陈浩宇1,张健1,王坤1,郝庆水2,*()   

  1. 1. 国网山东省电力公司枣庄供电公司,山东 枣庄 277800
    2. 山东国信电力科技有限公司,山东 济南 250002
  • 收稿日期:2019-04-19 出版日期:2020-06-20 发布日期:2020-06-16
  • 通讯作者: 郝庆水 E-mail:15266172927@163.com;15066685266@163.com
  • 作者简介:宋士瞻(1966—),男,山东滕州人,高级工程师,硕士,主要研究方向为电力系统及其自动化.E-mail:15266172927@163.com
  • 基金资助:
    国网山东省电力公司科技项目(2018A-062)

Voltage control method of urban distribution network considering street light charging pile access

Shizhan SONG1(),Haoyu CHEN1,Jian ZHANG1,Kun WANG1,Qingshui HAO2,*()   

  1. 1. State Grid Zaozhuang Power Supply Company, Zaozhuang 277800, Shandong, China
    2. Shandong Greenthink Power Technology Co., Ltd., Jinan 250002, Shandong, China
  • Received:2019-04-19 Online:2020-06-20 Published:2020-06-16
  • Contact: Qingshui HAO E-mail:15266172927@163.com;15066685266@163.com
  • Supported by:
    国网山东省电力公司科技项目(2018A-062)

摘要:

针对城市配电网中的电压越限问题,提出一种考虑路灯充电桩的电压控制方法。利用高能效发光二极管(light emitting diode,LED)路灯替代传统高压钠路灯所释放的变压器容量,建造依托路灯桩的电动汽车充电桩,以通过路灯充电桩进行充放电的电动汽车作为可控手段参与城市配电网的电压控制。对利用路灯充电桩充放电的电动汽车负荷特性进行分析建模,考虑配电网内各调压手段的工作特性,提出城市配电网多级电压控制策略,以各调压措施的优化控制费用最小为目标函数,建立电压调控模型,采用粒子群算法对优化模型进行求解。根据城市路灯照明负荷工作特点设定白天和夜间两种情形进行仿真分析,仿真结果表明了利用路灯充电桩参与城市配电网电压控制的有效性,并通过对比分析验证了其控制效果优于传统的电压控制方法。

关键词: 路灯充电桩, 电动汽车, 分布式电源, 配电网, 电压控制

Abstract:

Aiming at the problem of voltage over-limit in urban distribution network, this paper proposed a voltage control method for electric vehicles participating in charging and discharging of street charging piles. The method utilized the transformer capacity released by the traditional high-pressure sodium light replaced by using the LED street light, and built a street light charging pile to participate in the voltage control of the urban distribution network as a controllable resource for the electric vehicle charged and discharged by the street light charging pile. Based on the analysis of the load characteristics of electric vehicle charging and discharging of street light charging pile, according to the characteristics of various voltage regulating resources in the distribution network, the multi-level voltage control strategy of urban distribution network was studied, and the optimal control cost of each voltage regulating measure was taken as the objective function. The voltage regulation model was established and the model was solved by particle swarm optimization. According to the characteristics of urban street lighting load, the daytime and nighttime scenarios were simulated. The simulation results verified the effectiveness of electric vehicle′s use of streetlight pile charging and discharging in urban distribution network voltage control. The control effect was verified by comparative analysis. It was better than traditional voltage control methods.

Key words: street light charging pile, electric vehicle, distributed generation, distribution network, voltage control

中图分类号: 

  • TM732

图1

电动汽车一天内各时段充电负荷功率期望"

图2

考虑路灯充电桩接入的配电网多级电压控制流程图"

图3

粒子群算法求解流程图"

图4

改进的IEEE 33节点配电网结构图"

图5

白天不同调压方案下节点电压变化"

图6

夜间不同调压方案下节点电压变化"

表1

不同控制方案下电压指标结果"

控制方案Umax/puUmin/pu电压波动/%
无控制1.1410.91921.56
DG、OLTC与C控制1.0550.92313.35
DG、OLTC、C与EV控制1.0470.9549.30
1 RADLER M . Global reserves, oil production show small increases for 2005[J]. Oil & Gas Journal, 2005, 103 (47): 20- 22.
2 IEA. Oil mark report[R]. New York, USA: Imitation Energy Association, 2004.
3 吴杰康, 林奕鑫, 吴志山, 等. 考虑不确定性的含DG与EV配电网无功电压协调优化方法[J]. 现代电力, 2016, 33 (4): 23- 29.
doi: 10.3969/j.issn.1007-2322.2016.04.004
WU Jiekang , LIN Yixin , WU Zhishan , et al. Optimized method for coordinating reactive power and voltage level in distribution network by considering the uncertainty of DG and EV[J]. Modern Electric Power, 2016, 33 (4): 23- 29.
doi: 10.3969/j.issn.1007-2322.2016.04.004
4 酒熹尧.含电动汽车的微电网电压调节方法研究[D].合肥:合肥工业大学, 2017.
JIU Xiyao. Investigation in voltage regulation method for microgrids containing electric vehicles[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2017.
5 苏粟, 胡勇, 王玮, 等. 基于电动汽车无功补偿的配电网电压调控策略[J]. 电力系统自动化, 2017, 41 (10): 72- 81.
doi: 10.7500/AEPS20160915001
SU Su , HU Yong , WANG Wei , et al. Voltage regulation strategy for distribution network based on reactive power compensation of electric vehicles[J]. Automation of Electric Power Systems, 2017, 41 (10): 72- 81.
doi: 10.7500/AEPS20160915001
6 李金, 丛琳洁, 闫馨, 等. 路灯式充电桩推广应用的可行性分析[J]. 金融经济, 2018, (2): 54- 55.
doi: 10.3969/j.issn.1007-0753.2018.02.025
LI Jin , CONG Linjie , YAN Xin , et al. Feasibility analysis on the popularization and application of street lamp charging pile[J]. Finance Economy, 2018, (2): 54- 55.
doi: 10.3969/j.issn.1007-0753.2018.02.025
7 鲁莽, 周小兵, 张维. 国内外电动汽车充电设施发展状况研究[J]. 华中电力, 2010, 23 (5): 16- 20.
doi: 10.3969/j.issn.1006-6519.2010.05.005
LU Mang , ZHOU Xiaobing , ZHANG Wei . Research on development of charging facilities for electric vehicles at home and abroad[J]. Central China Electric Power, 2010, 23 (5): 16- 20.
doi: 10.3969/j.issn.1006-6519.2010.05.005
8 殷树刚, 刘建明, 赵羡龙, 等. 基于低压直流供电技术的市政路灯与电动汽车充电桩一体化系统[J]. 电网技术, 2014, 38 (3): 571- 575.
YIN Shugang , LIU Jianming , ZHAO Xianlong , et al. A low-voltage DC power supply technology based integrated system for urban street lighting and charging piles for electric vehicles[J]. Power System Technology, 2014, 38 (3): 571- 575.
9 李山.柏林试水路灯充电桩[N].科技日报, 2013-12-21 (2).
10 龚桃荣, 李涛, 刘瑞, 等. 路灯充电桩建设方案研究[J]. 电力建设, 2015, 36 (3): 38- 42.
doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2015.03.007
GONG Taorong , LI Tao , LIU Rui , et al. Construction scheme of street lamp charging piles[J]. Electric Power Construction, 2015, 36 (3): 38- 42.
doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2015.03.007
11 TAYLOR M J, ALEXANDER A.Evaluation of the impact of plug-in electric vehicle loading on distribution system operations[C]//IEEE Power & Energy Society General Meeting. Calgary, Canada: ACM, 2009: 1-6.
12 VYAS A, SANTINI D. Use of national surveys for estimating 'full' PHEV potential for oil use reduction[C] //PLUG-IN 2008 Conference.SanJose, USA: IEEE, 2008.
13 田立亭, 史双龙, 贾卓, 等. 电动汽车充电功率需求的统计学建模方法[J]. 电网技术, 2010, 34 (11): 126- 130.
TIAN Liting , SHI Shuanglong , JIA Zhuo , et al. A statistical model for charging power demand of electric vehicles[J]. Power System Technology, 2010, 34 (11): 126- 130.
14 程宗庆. 道路照明专用电力变压器的容量选择[J]. 灯与照明, 2013, 37 (4): 40- 42.
doi: 10.3969/j.issn.1008-5521.2013.04.011
CHENG Zongqing . The capacity selection of road lighting private power transformer[J]. Light & Linghting, 2013, 37 (4): 40- 42.
doi: 10.3969/j.issn.1008-5521.2013.04.011
[1] 安海云,周前,刘玉方,黄成,陈哲,吴秋伟. 基于拓扑门控的数据-机理混合驱动的主动配电网线损计算方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(5): 51-61.
[2] 邓彬, 张宗包, 赵文猛, 罗新航, 吴秋伟. 基于云边协同和图神经网络的电动汽车充电站负荷预测方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(5): 62-69.
[3] 鄢仁武,林剑雄,李培强,吴国耀,匡宇. 考虑碳排放因子与动态重构的主动配电网双层优化策略[J]. 山东大学学报 (工学版), 2025, 55(2): 16-27.
[4] 范海雯,郝旭东,赵康,邢法财,蒋哲,李常刚. 基于卷积神经网络的含分布式光伏配电网静态等值[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(4): 140-148.
[5] 杨思,王艳,赵斌成,韩学山,刘冬,孙东磊. 含分布式电源的配电网三阶段协同优化调度[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(5): 55-69.
[6] 廖卉莲,吴宁,彭华坤,陈琦,叶华,张文,李常刚. 换流站交流滤波器最优投入组数确定方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(5): 77-83.
[7] 李志,余绍峰,苏毅方,王蔚,蒋宏图,张伟. 基于RTDS的配电网一二次融合仿真技术[J]. 山东大学学报 (工学版), 2020, 50(6): 112-117.
[8] 李蓓,赵松,谢志佳,牛萌. 电动汽车虚拟储能可用容量建模[J]. 山东大学学报 (工学版), 2020, 50(6): 101-111.
[9] 王李龑, 王飞, 曹永吉, 张涛, 张亚新, 卢奕, 刘子菡. 基于两层优化的主动配电网储能优化配置[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(5): 37-43.
[10] 李先栋,王飞,曹永吉,王李龑,王琳,卢奕,刘子菡. 基于层次分析法的梯次利用电池储能系统运行性能量化评估[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(4): 123-129.
[11] 宋士瞻,王传勇,康文文,张健,闫红华,李鹏. 基于时序生产模拟的配电网光伏装机容量规划[J]. 山东大学学报 (工学版), 2018, 48(5): 131-136.
[12] 李建祥,车长明,韩元凯,陈芳,张程琳. 高速公路电动汽车应急充电救援方案综述[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(6): 121-127.
[13] 许玮,冀肖彤,刘海波,韩元凯,陈芳,张程琳. 电动汽车应急救援站选址及资源配置[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(6): 115-120.
[14] 车长明,张华栋,李建祥,袁弘,刘海波. 需求侧规模化电动汽车的充电负荷优化调控策略[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(6): 108-114.
[15] 褚晓东,唐茂森,高旭,刘伟生,贾善杰,李笋. 基于集中式信息系统的主动配电网鲁棒优化调度[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(6): 20-25.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 李 侃 . 嵌入式相贯线焊接控制系统开发与实现[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(4): 37 -41 .
[2] 施来顺,万忠义 . 新型甜菜碱型沥青乳化剂的合成与性能测试[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(4): 112 -115 .
[3] 来翔 . 用胞映射方法讨论一类MKdV方程[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(1): 87 -92 .
[4] 余嘉元1 , 田金亭1 , 朱强忠2 . 计算智能在心理学中的应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 1 -5 .
[5] 陈瑞,李红伟,田靖. 磁极数对径向磁轴承承载力的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2018, 48(2): 81 -85 .
[6] 王波,王宁生 . 机电装配体拆卸序列的自动生成及组合优化[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(2): 52 -57 .
[7] 张英,郎咏梅,赵玉晓,张鉴达,乔鹏,李善评 . 由EGSB厌氧颗粒污泥培养好氧颗粒污泥的工艺探讨[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(4): 56 -59 .
[8] Yue Khing Toh1 , XIAO Wendong2 , XIE Lihua1 . 基于无线传感器网络的分散目标跟踪:实际测试平台的开发应用(英文)[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 50 -56 .
[9] 孙炜伟,王玉振. 考虑饱和的发电机单机无穷大系统有限增益镇定[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 69 -76 .
[10] 孙玉利,李法德,左敦稳,戚美 . 直立分室式流体连续通电加热系统的升温特性[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 19 -23 .