计及电动汽车充放电静态频率特性的负荷频率控制

目前对电动汽车参与电力系统调频的研究,主要集中在电动汽车作为分布式电源参与系统调频,而对电动汽车作为可控负荷参与系统调频的研究较少。但是,电动汽车作为分布式电源和可控负荷对其参与系统调频具有同等重要的作用。基于此,文中计及了电动汽车的充放电静态频率特性模型,在电力系统负荷扰动发生时,实现了对电动汽车充放电的协调控制,使其在分布式电源和可控负荷两个角色间合理转换。在此基础上,建立了计及电动汽车充放电的单区域系统负荷频率控制模型,并将该模型扩展为两区域互联系统。在MATLAB/Simulink中建模并进行仿真分析。算例结果表明,电动汽车作为分布式电源和可控负荷参与系统调频,不仅可以使系统频率调整速度更快,有效减小系统频率偏差,而且能减小传统调频机组的备用容量。     

考虑插入式电动汽车的电力系统调频控制

插入式电动汽车作为分布式可控负荷接入智能电网并参与电网调频,越来越受到关注。为了实现大规模插入式电动汽车参与电网的调频控制,借助车辆到电网(V2G)技术,实现能量在电动汽车和电网之间的流动。考虑电池的充电/放电特性,构建响应系统频率偏差的插入式电动汽车功率调整模型。在此基础上,进一步提出考虑插入式电动汽车参与调频的电力系统动态模型。最后,SIMULINK仿真结果表明该模型能够很好地响应系统频率偏差,对提高系统频率的稳定性以及实现电网的快速恢复具有重要意义。     

电动汽车移动储能辅助频率控制策略的研究

大量电动汽车接入电网后,不仅可以作为可控充电负荷存在,也可以作为移动储能装置为电网提供服务与支持。首先分析了电动汽车参与电网频率控制的优势,介绍了一种移动储能辅助调频系统的结构框架及工作机理。基于电力系统频率调节控制基本动态模型,建立了电动汽车参与电网一次、二次频率调节控制的模型。在此基础上,针对相关研究较少考虑电动汽车车辆属性的特点,提出了计及车辆限制和用户需求的电动汽车参与电网频率调节的控制策略。该策略能够满足车辆用户用车时间和容量的个性化需求,同时有效避免了荷电状态超限和充放电电流倍率过大对电池造成的不利影响。最后,通过两个算例对提出的模型和控制策略进行了研究分析,验证了模型与策略的可靠性。     

虚拟同步机技术在电动汽车充电桩中的应用

文章研究将虚拟同步机技术应用在电动汽车充电桩的三相可控整流器中,使电动汽车具备虚拟的惯性、阻尼和同步机制,自动参与电网稳定运行的调节,并通过模型研究和实验分析验证该技术的优越性和可行性。应用虚拟同步机技术的电动汽车充电桩将电网运行状态作为反馈,能够根据电网电压、频率变化快速进行调整,实现有功、无功功率的自主交互,对功率振荡起到有效的抑制作用。该技术的应用能够在最大程度上降低大规模电动汽车接入对电网稳定性的影响,实现电动汽车与电网的互动,并能够有效解决智能化电力系统中系统惯性缺失的问题。     

计及电动汽车实时可控能量动态变化的负荷频率控制

电动汽车(EV)可控能量的时变性对其参与系统调频有重要影响。以我国4种类型EV的行驶规律为基础,结合EV状态转换特性,模拟计算各类EV的可控数量;在此基础上,计算EV初始储能和EV实时可控能量;最后建立计及EV实时可控能量动态变化的负荷频率控制模型。仿真结果表明:所提考虑交通属性的EV实时可控能量模型更加符合EV参与系统频率调整的规律,能有效抑制系统频率变化;在相同电池总能量下,电动私家车在各类型EV中,参与系统调频的时段最长,实时可控能量最多,调频效果最好。     

考虑规模化电动汽车入网的电网调频控制策略

介绍了电动汽车常用的几种电池特性,建立了电动汽车电池模型。搭建了电动汽车参与电网调频的模型,分析了电网的几种运行状态,提出了电网不同运行状态下的一种基于二次调频的电动汽车调频控制策略。该控制策略根据电网的实时运行状态,同时充分考虑频繁充放电对电池寿命的影响,给出对不同电池状态电动汽车的控制策略。算例分析表明,采用电动汽车参与电网调频有助于提高频率质量,改善了系统的频率控制特性。     

计及配电网拥塞的集群电动汽车参与二次调频方法研究

随着电动汽车数量的增多,具有快速响应能力的电动汽车在参与电力系统调频服务中得到广泛关注,但现有研究在利用电动汽车参与电网调频时往往忽视了电动汽车参与调频过程中由于集中充电可能导致的配网拥塞问题。为此,提出一种计及配电网拥塞的集群电动汽车参与二次调频方法。首先,介绍集群电动汽车参与电网调频的调度结构框架;其次,提出考虑电动汽车荷电状态的调频容量分配策略;然后,提出基于拥塞指数因子对电动汽车充放电功率进行调整的控制策略;最后,通过MATLAB/Simulink仿真进行算例分析,验证了所提控制策略的优势,结果表明：该策略可以在避免配电网拥塞的同时,保证系统频率波动不超过0.1Hz。     

实时电价下电动汽车变参与度动态频率控制策略

针对大规模间歇性新能源并网造成的电力系统频率不稳定问题,提出利用电动汽车作为一种有效的需求侧响应资源,为电力系统提供辅助调频服务。在充分分析用户参与辅助调频服务受电价影响行为特征的基础上,提出了基于变参与度的电动汽车动态频率控制策略,可有效评估实时电价（real-time pricing,RTP）环境下电动汽车参与系统调频服务的响应能力。仿真结果表明：在RTP环境下,基于变参与度的电动汽车频率控制策略能够充分利用电动汽车负荷的充放电特性为电力系统提供动态辅助调频服务,有效支撑电力系统的动态频率稳定。     

结合车主期望的充换电站辅助调频策略

随着可再生能源的高渗透与新型电力系统构架的不断完善,电动汽车既可作为可控负荷,也可作为分布式电源,具有优良的调频特性。为此,提出了一种结合车主期望的充换电站辅助调频策略。首先,基于入/离网时间、入网/期望荷电状态量、电动汽车充放电限制等车主期望建立电动汽车充/放电能力评估模型。其次,结合电动汽车充/放电能力与有功-频率特性曲线建立电动汽车双层控制的调频模型。最后,考虑电网侧和车主侧的需求,提出充换电站参与电网调频策略。仿真结果表明,所提控制策略在满足车主期望及电动汽车自身限制的情况下可有效调节电网频率、提高电网安全稳定运行水平及灵活性。     

基于代理模式的电动汽车参与调频服务PSASP建模

电动汽车(Electric Vehicle)作为电网中移动式储能单元,在向电网"索取"电能的同时,也可提供应急电源、调频等V2G(Vehicle to Grid)服务,使电网运行更加安全经济。电动汽车接入系统建模是各种分析计算的基础。本文基于控制逻辑,提出了等效智能充电机的概念;并借鉴其它电力系统储能元件的控制方法,分析了基于代理模式的电动汽车参与调频的控制策略;运用PSASP中用户自定义建模方法建立了电动汽车参与调频服务模型;最后,利用该模型对EPRI 7系统进行了仿真计算。结果表明,该模型能够很好地反映电动汽车系统频率响应特性,并根据频率偏差调整调频功率从而控制系统频率回至额定值的过程。所建模型可用于复杂电网的分析计算。     

电动汽车时序响应能力模型与控制策略

针对特定区域内的停驶电动汽车,研究了电动汽车负荷的主动控制能力。首先,根据停驶电动汽车的状态参量,建立电动汽车的状态矩阵;其次,将停驶的电动汽车进行状态分群,对其中处于可控状态的电动汽车的充电行为实施控制;最后,运用递推的思想计算得到可控电动汽车负荷裕度带,并且针对具体控制目标提出了相应的主动控制策略。在通信系统双向可靠的前提下,上层调度部门可以根据所建立的负荷裕度带,实时监控电动汽车负荷的利用裕度,从而达到利用电动汽车为区域提供负荷平衡的目的。     

利用电动汽车可调度容量辅助电网调频研究

电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务。但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制地调度。基于此,对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估。进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,以单区域系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果。仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效地减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性。研究电动汽车参与调频的作用效果时,用户需求及电池损耗是不容忽视的影响。     

电动汽车充换电设施接入电网典型模式

结合电动汽车发展及其充换电设施的建设情况,分析了电动汽车接入对配电网的影响,并从电压等级选择、用户等级确定、接入点选择、供电电源配置、设备选型和电能质量要求等方面,提出了电动汽车充换电设施接入电网的技术原则,最后给出了电动汽车充换电设施接入的典型模式,为指导规划设计、规范运行管理,保障充换电设施及时可靠、合理有序地接入提供重要依据。     

考虑用户充电计划的电动汽车辅助调频控制策略

电动汽车(electric vehicle,EV)可作为储能装置参与电网调频,但车网互动(vehicle-to-grid,V2G)过程的低惯性、低阻尼会影响电网稳定性,且目前的EV辅助调频策略无法保证按时完成用户的充电计划。因此,文中将虚拟同步机技术应用于EV的充放电控制中,使充电机具有与同步发电机类似的惯性、阻尼特性。然后,基于T-S模糊控制器,提出一种考虑用户充电计划的EV辅助调频控制算法,EV的充/放电功率由其充电状态和电网频率共同决定。仿真结果表明,所提控制策略能够在不同的充电计划、EV荷电状态和电网频率条件下,智能调节电网与EV之间的功率流动。在满足用户充电需求的同时,该策略能有效提高电网的频率稳定性,规避电池过充、过放风险。     

考虑电动汽车集群的互联电网负荷频率分散预测控制

随着大量电动汽车接入互联电网,其移动的充电模式会给电网带来一定的冲击,反过来,电动汽车作为一种移动式储能单元可参与互联电网调频,但目前的研究都是集中式或分散式的V2G控制上.在电动汽车储能电池动态模型的基础上,构建含电动汽车集群的多区域互联电网负荷频率控制模型,基于广域监测系统,结合模型预测控制实现了多区域电网负荷频率广域分散预测控制.在MATLAB/Simulink中搭建三区域互联电网模型,并进行仿真分析.算例结果表明,电动汽车作为移动式储能单元参与互联电网调频,可以在短时间内平抑电网频率波动;而文中提出的广域分散预测控制方法较经典的PI控制方法,能将三区域电网的频率偏差限制在更小的范围内波动,又能较快地恢复至稳态值.     

基于用户出行链和调控意愿的城市级私家电动汽车调控能力评估

提出一种基于电动汽车出行链的私家电动汽车(electrical vehicle,EV)参与电网调控能力的评估方法.由用户出行链的特征,从工作日和非工作日两种情况对私家EV的出行链进行模拟,得到EV在城市各类功能区的空间分布变化特征;考虑影响EV参与电网调控的关键性因素,以电动汽车荷电状态约束和功率约束建立单辆私家EV参...     

计及电池老化的电动汽车储能频率响应控制

电动汽车入网后,不仅可以作为可控负荷充电,还可以作为分布式储能单元为电网提供辅助调频服务。在满足电动汽车用户充电需求的基础上,充分考虑储能电池循环充放电老化容量的衰减和可接受功率能力的降低,提出了一种计及电池老化衰减的电动汽车储能频率响应控制策略。该控制策略量化分析了电动汽车锂电池老化过程中容量衰减和功率能力变化,精确估计电池储能状态SOC,实时更新电池可接受最大充放电功率,有效避免了辅助调频过程中荷电状态超限和充放电倍率过大对电池造成的不利影响。通过算例分析验证了所提电动汽车储能频率响应控制策略为电网提供辅助调频服务时,在满足用户充电需求的前提下,有效地减缓了电动汽车动力电池寿命的衰减。     

电动汽车充放电对配电网规划的影响

随着电动汽车数目的迅速增长,大量电动汽车的充放电行为会对配电网的规划带来较大的影响。合理利用电动汽车的充放电行为,使其服务配电网的统筹规划将是未来研究的重点。电动汽车的类型、数量、充电模式以及政府关于电动汽车的相关政策会使电动汽车对配电网的影响发生变化,为此首先介绍了以上影响因素,在此基础上分析了电动汽车充放电对配电网运行的影响及其合理利用,最后提出了电动汽车充电设施规划和适应电动汽车接入的配电网规划方面的建议。     

计及电动汽车辅助调频的负荷频率控制联合优化

当电动汽车利用车网互动(V2G)技术参与电网一次调频时,其下垂控制特性会影响原负荷频率控制的调频性能。基于此,提出了一种计及电动汽车辅助调频的负荷频率控制联合优化方法。建立了含电动汽车的多区域多机组系统的负荷频率控制模型;在此基础上,针对电动汽车电池特性及二次调频出力的有效工作范围,考虑系统内机组的特性等,以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)为目标函数,建立了电动汽车辅助调频与传统机组二次调频的联合优化模型,并利用粒子群优化算法进行求解。在MATLAB/Simulink中针对阶跃负荷扰动及长时间随机负荷扰动的情况,对联合优化前、后系统的动态响应进行了对比分析。仿真结果表明:所提联合优化方法能有效地改善负荷频率控制的稳态响应速度、优化系统的调频性能,并且能够保证用户对电动汽车的用电需求。