电动汽车参与电网二次频率调节控制策略研究

发布时间：2017-07-08 11:25

  本文关键词：电动汽车参与电网二次频率调节控制策略研究

  更多相关文章： 电动汽车 二次调频 充电需求 电价 蒙特卡洛方法

【摘要】：电动汽车大规模接入电网对电力工业既是挑战又是机遇。作为快速增长的新型负荷,电动汽车影响电力系统运行与规划,而作为移动储能单元,电动汽车的有序充/放电控制有利于电网健康发展。电动汽车电池具有快速的充/放电特性,具备向电网提供频率调节服务的能力。同时,电动汽车的交通属性要求其电量必须达到用车需求。当电动汽车参与电网频率调节时,用户期望能从调节中获得收益,同时要求电动汽车电量能满足行驶需求,这导致电价成为协调频率调节和用户充电需求的重要手段。因此,本文研究考虑电价约束的电动汽车调频控制策略,确保电动汽车的调节能力和充电需求。具体内容如下:首先,介绍了电网频率波动原因和调频原理,分别描述了互联电网频率调节模型的各环节,涉及发电机—负荷模型、调速器模型、联络线模型和负荷扰动模型等。同时,建立了考虑电池荷电状态的V2G模型,以及电动汽车参与电网一次和二次频率的控制结构,搭建电动汽车参与电网频率调节的仿真平台。其次,介绍了电动汽车能源补给方式和接入电网模式,分别从电动汽车调节特性、响应方式、可利用时间和容量的角度,分析电动汽车提供频率调节的可行性。基于电动汽车调节的经济性分析,提出了电动汽车参与电网频率调节的调频电价计算方法和调频收益方法。然后,建立了电动汽车二次频率调节的控制框架,并阐述电动汽车二次调频的原理,提出考虑电价约束的电动汽车二次频率调节的集中控制策略。调度中心根据电动汽车调频电价、调频容量等信息,实时派遣调节任务。电动汽车代理作为调度中心和电动汽车充电站之间的中间商,负责上传电动汽车的调频容量和电池期望充/放电功率,确保电动汽车在承担调频任务时,满足其电池期望荷电状态。在电动汽车充电站,实时计算电动汽车调频容量和期望充/放电功率,并根据调度中心下行派遣,给单辆电动汽车分派调节任务。最后,在MATLAB的Simulink环境的仿真平台上,对电动汽车参与电网频率调节进行仿真分析与讨论,并计算调频收益。仿真结果表明:提出的电动汽车二次调频控制策略不仅有效地抑制电网频率偏差,而且能满足用户充电需求。
【关键词】：电动汽车 二次调频 充电需求 电价 蒙特卡洛方法
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 电动汽车参与电网频率调节的研究现状12-13
• 1.3 论文主要工作及章节安排13-15
• 第2章 电动汽车参与电网频率调节的仿真平台15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 电网频率调节概述15-18
• 2.2.1 电网频率波动原因15-16
• 2.2.2 电网频率调节原理16-18
• 2.3 互联电网数学模型18-23
• 2.3.1 发电机—负荷模型18-20
• 2.3.2 原动机调速器模型20-21
• 2.3.3 联络线模型21-22
• 2.3.4 负荷扰动模型22-23
• 2.3.5 风功率模型23
• 2.4 电动汽车电池数学模型23-24
• 2.5 电动汽车参与电网频率调节的仿真平台24-27
• 2.5.1 电动汽车参与电网一次频率控制24-25
• 2.5.2 电动汽车参与电网二次频率控制25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 电动汽车参与电网频率调节的特性分析28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 电动汽车能源补给方式28-30
• 3.3 电动汽车接入电网模式30-32
• 3.3.1 分散接入31
• 3.3.2 集群接入31-32
• 3.4 电动汽车调频可行性32-34
• 3.4.1 调频响应方式可行性32-33
• 3.4.2 调频容量和时间可行性33-34
• 3.4.3 快速调节特性34
• 3.5 电动汽车提供调频服务经济性34-39
• 3.5.1 电动汽车实时调频电价35-37
• 3.5.2 参与调频服务的电池损耗成本37
• 3.5.3 电动汽车调频收益37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 考虑电价约束的电动汽车二次调频控制40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 电动汽车二次调频框架40-41
• 4.3 电动汽车二次调频原理41-42
• 4.4 电动汽车二次调频控制策略42-47
• 4.4.1 电动汽车行为42
• 4.4.2 电动汽车调频容量计算42-43
• 4.4.3 电动汽车期望V2G功率计算43-45
• 4.4.4 基于电价的电动汽车调节派遣控制45-47
• 4.5 仿真系统47-48
• 4.6 仿真分析与讨论48-52
• 4.6.1 仿真情境48
• 4.6.2 仿真与讨论48-52
• 4.7 电动汽车二次调频收益52-53
• 4.8 本章小结53-54
• 第5章 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 在学期间发表的学术论文及其他科研成果61

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本文编号：534394