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考虑寿命的电动汽车动力电池参与电网调频策略研究
| 论文题名： | 考虑寿命的电动汽车动力电池参与电网调频策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动力电池;电网调频;控制策略 |
| 摘要： | 电动汽车规模的日益扩大与动力电池技术的不断革新，推动了电动汽车与电网互动技术的发展。动力电池响应速度快，可在充放电两种状态间进行快速切换，且不受爬坡速率的限制，使其在系统调峰、调频等辅助服务领域优势显著。随着网侧负荷的快速发展以及新能源渗透率的逐步提高，电网调频压力不断增大。通过引导处于停驶状态的电动汽车入网参与系统调频，将有利于电网的稳定与经济运行。不过，参与系统调频将加速动力电池容量的衰减，因此，还需对参与调频的电动汽车用户进行合理补偿，从而提升用户参与的积极性，保证并网电池容量。 本文首先从电池循环次数、充放电倍率、充放电深度和环境温度四个方面，建立磷酸铁锂动力电池循环寿命预测数学模型，并参考发电机下垂特性，结合动力电池参数及变流器等元器件特性，构建用于系统调频的动力电池仿真模型。 其次，构建电动汽车参与下的单区域电力系统调频模型，仿真分析其参与系统一次调频后的系统稳定性情况，并依据动力电池寿命衰减，对电动汽车参与系统一次调频所采用的不同充放电控制策略进行分析。在较优控制策略基础上，对我国不同地区动力电池参与调频后的循环寿命衰减进行估算，指导电网对不同地区参与系统一次调频的电动汽车用户实施差异化补偿。 再次，本文分析了电动汽车用户的出行行为特征，并构建其参与系统二次调频的仿真模型。依据电动汽车荷电状态的概率分布，制定不同调频功率信号分配策略。从动力电池能量偏移与系统频率质量的角度，对电动汽车参与系统二次调频的不同控制策略进行评价，并针对常规机组额定满发以及高峰爬陡能力不足两种工况仿真分析电动汽车参与系统调频后的系统稳定性。 最后，对不同控制策略下，电动汽车参与系统调频的成本和收益进行估算，指导电网对参与调频的电动汽车用户进行合理经济补偿，从而保障入网动力电池容量，辅助维持系统的安全稳定。 |
| 作者： | 姜伊 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 郭钰锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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