与运行技术及应用
一、技术类别
共性关键技术。
二、总体目标
项目以提高规模化电动汽车接入背景下配电网稳定、经济、智能化运行水平为目的，拟解决信息、交通、能源多元融合下充放电网络-配电网协同规划和规模化大功率电动汽车充放电场景下配电网多时间尺度智能化调控问题。基于电动汽车源-荷双重灵活特性，构建充放电-配电网络统一规划、调控运行多指标综合量化评估体系。通过开发、升级支持新一代通信技术的电动汽车充电设施物联网控制装置和面向配电台区的分布自治、集中控制规模化电动汽车充电设施与配电网多层次互动的体系架构，开展电动汽车多模式充放电与配电网多时间尺度协同优化运行工程示范。
三、课题设置情况
1、考虑规模化大功率电动汽车充放电与电网互动的充放电网络-配电网协同规划关键技术研究；
2、基于数据和模型融合驱动的城市配电网及规模化充放电负荷多时间尺度智能运行调控技术研究；
3、考虑规模化大功率电动汽车充放电与模型不完备条件的配电网规划及运行调控综合评价方法研究；
4、配电网多时间尺度电动汽车充放电运行调控平台开发与示范。
四、项目实施期限
本项目研究的起止时间为2021年1月至2022年12月。
五、课题内容
课题1：考虑规模化大功率电动汽车充放电与电网互动的充放电网络-配电网协同规划关键技术研究
主要研究内容：
（1）基于交通、新能源车公共数据平台等部门数据支持，研究海量多元异构数据抽取、转换与融合技术，研究基于逆地理解析及热力分析技术的多时空尺度充放电容量建模方法；
（2）研究规模化大功率充放电负荷给配电网带来局部负荷过载、电压波动、可靠性下降等问题的典型机理，研究规模化大功率电动汽车充放电与电网互动机制对策；
（3）研究充放电网络分层服务能力模型和“公共-社区-私域”多级架构，研究考虑已有基础设施优化布局的多层级充放电网络规划升级方法；
（4）研究“灵活分区，异构耦合”的充放电网络-配电网联合建模方法，研究融合电力、智慧交通网及相关市政设施的充放电网络-配电网灵活协同规划方法。
预期目标：
提出基于电力、交通、市政设施多元数据融合的充放电热点特征分析方法和电动汽车充放电与电网互动机制。提出计及能源、交通、市政设施、充放电多重因素和已建成资源的网络协同规划方法。
考核指标：
（1）建立计及能源、交通、市政设施、充放电多重因素和已建成资源的网络协同规划模型1套；
（2）完成含规模化大功率充放电负荷典型区域配电网协同规划试点方案；
（3）申请发明专利1项；
（4）发表核心期刊或三大检索论文1篇。
课题2：基于数据和模型融合驱动的城市配电网及规模化充放电负荷多时间尺度智能运行调控技术研究
主要研究内容：
（1）研究基于数据和模型融合的考虑规模化大功率电动汽车负荷时空特征的充电负荷预测强化学习方法；
（2）研究基于自动惯量响应机制的单台电动汽车充电设施参与网荷实时互动的控制技术，研发兼容台区智能融合终端的电动汽车充电设施低时延物联网控制装置；
（3）研究面向充电站的充电负荷引导、电动汽车智慧充放电集柔性交互和能量空间协调优化控制技术，研发基于分布式边缘计算的多充电站终端负荷引导方法；
（4）研究面向配电台区的基于车-站-网-云协同的规模化大功率电动汽车充电设施参与配电网多层次互动的典型应用场景、架构及商业模式。
预期目标：
解决惯量延时机制问题，实现分布式充电负荷灵活、快速参与电网调节。形成配电网多时间尺度及车-站-网-云协同的电动汽车负荷智能调控运行方法，解决平台海量数据通信延迟问题，支撑电网瞬时平衡和精细化管理。
考核指标：
（1）建立基于数据和模型融合的考虑规模化大功率电动汽车负荷时空特征的充电负荷预测工具1套，实现多时间尺度的充电负荷预测；
（2）研发支持毫秒级实时控制的连接电动汽车充电桩与台区智能融合终端的低时延物联网控制器1套。控制器采用电力载波通信，通信速率不低于1Mbps，丢包率低于0.01％，实现精准的数据采集、充电桩运行状态感知、基于分布式边缘计算的电动汽车与配电网实时充放电控制；
（3）申请发明专利1项；
（4）发表核心期刊或三大检索论文1篇。
电动汽车技术网课题3：考虑规模化大功率电动汽车充放电与模型不完备条件的配电网综合评价方法研究
主要研究内容：
（1）研究含规模化大功率电动汽车充放电的配电网节点电压越限和支路过载的风险评估方法，建立配电网薄弱环节辨识评估模型；
（2）研究电动汽车调控模型不完备条件下的配电网可控性概率评估方法，建立基于数据驱动的规模化充放电负荷可控性聚类估计模型；
（3）基于多层级充放电网络与规模化充放电负荷协同评估模型，建立适应含规模化大功率电动汽车充放电的配电网综合评估指标体系；
（4）研究考虑规模化大功率电动汽车充放电与模型不完备条件的配电网综合评价方法。
预期目标：
提出含规模化大功率电动汽车充放电的配电网薄弱环节评估方法；提出模型不完备条件下的配电网可控性概率评估方法；提出考虑规模化大功率电动汽车充放电与模型不完备条件的配电网综合评价方法。
考核指标：
（1）提出配电网规划薄弱环节辨识评估模型及规模化充放电负荷可控性聚类估计模型各1套；
（2）提出考虑规模化大功率电动汽车充放电与模型不完备条件的配电网综合评估指标体系与方法；
（3）申请发明专利2项；
（4）发表核心期刊或三大检索论文1篇。
课题4：配电网多时间尺度电动汽车充放电运行调控平台开发与示范
主要研究内容：
（1）研究电动汽车充放电控制与通信延时的时序匹配技术，建立海量多元终端和异构网络接入的实时化信息管理架构；
（2）开发模块化配电网多时间尺度电动汽车充放电运行调控平台，并通过充电设施软硬件升级，实现毫秒级负荷惯量自动响应；
（3）开发基于云-边-端协同的配电网状态感知、风险监控评估、电压调节、配网重载削减、充电引导、灵活性资源供需匹配等应用层服务接口；
（4）选取含规模化充电负荷的典型区域，进行电动汽车多模式充放电与配电网协同优化运行现场示范并开展效果量化评估。
预期目标：
开发接入高速响应终端、异构网络，具备时序匹配和实时化信息管理架构，提供多类型灵活服务的配电网多时间尺度电动汽车充放电调控运行平台，完成配电网协同优化运行示范工程和运行效果量化评估。
考核指标：
（1）开发具备电动汽车参与调压、调频、降低负载率、紧急支撑等功能的模块化配电网多时间尺度运行调控平台，支持充电设施参与配电网互动典型应用达到3个及以上；
（2）开展园区级、区域级多级示范工程。示范区域35kV片区接入各类充电装置120个以上，其中包含具备V2G功能的装置占比10%以上；
（3）申请发明专利2项；
（4）发表核心期刊或三大检索论文1篇；
（5）登记软件著作权1项。
六、成果应用与转化
研究成果可应用于示范区域的充放电网络-配电网协同规划、配电网及规模化充电负荷多时间尺度调控运行，项目开发的接入海量电动汽车终端资源的配电网多尺度运行调控平台，可为电力公司规划、建设、改造和趋优运营配电网提供科学有效的指导，可直接
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