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参与电网频率调整的电动汽车集群控制研究
| 论文题名： | 参与电网频率调整的电动汽车集群控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;充电管理;下垂控制;电网频率 |
| 摘要： | 随着电动汽车(EV)的大面积普及，对EV充电进行有序而合理的统一管理成为亟待解决的重要问题。本文提出了一种基于集群(Aggregator)的EV参与电网频率调整的充电控制策略，考虑到电池寿命对充放电次数的敏感性，通过只对EV的充电功率进行控制而达到虚拟同步机特性，进而改进并提出一种新的分段式下垂控制策略;同时，添加了虚拟惯性阻尼环节模拟同步发电机的惯性阻尼特性，解决了电力电子接口不具备维持系统安全稳定运行所需的惯性和阻尼的问题。 本文首先考虑了大量EV接入对电网造成的巨大冲击，阐述了对EV充电进行合理有序控制的必要性和重要性，其次结合私家EV停驶时间长以及聚集性的特点，提出了以集群的方式对EV充电进行集中控制的框架。利用EV参与系统频率调整的优势，同时考虑用户充电需求以及频繁充放电对电池寿命的影响，通过G2V(Grid-to-Vehicle)模式使EV集群模拟出同步发电机的下垂功-频特性。本文分别提出了额定频率下和频率变化下的各个EV集群间的充电功率一次分配策略，使EV集群以可控负荷的形式参与电网调控，有效规避EV大规模充电对电网造成的负面影响。在此基础上，以对车主的影响最小为目标，提出了集群内各个EV的充电功率二次分配策略，既减少了由于频繁充放电对电池的损耗，同时也保证了EV的正常充电，又可以为EV车主带来频率调整收益。考虑到EV是通过电力电子接口接入电网，其响应频率变化的速度可以达到毫秒级，为了消除一些急速变化的频率带来的EV充电功率的急速变化，在频率检测端添加了惯性阻尼环节，在一定程度上抑制了EV充电功率的突变。 本文通过MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型，对EV集群通过下垂控制策略参与系统频率调整的效果进行了验证，仿真结果证实了本文提出的控制策略的有效性和优越性。 |
| 作者： | 朱贤文 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 夏明超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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