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原文传递考虑电动汽车移动储能的电力系统一次调频控制研究

论文题名：	考虑电动汽车移动储能的电力系统一次调频控制研究
关键词：	电动汽车;电力系统;调频控制;用户需求;分散控制
摘要：	随着能源危机和环境污染对人类社会的影响日益加剧，越来越多的国家意识到电动汽车产业是解决两大问题的良策之一。但事物的发展都具有两面性。一方面，当电动汽车数量扩大到一定程度时，其负荷规模会威胁电力系统的稳定运行，需要对其发展进行合理规划；另一方面，电动汽车具有灵活储能特性，为智能电网的发展和应用提供帮助。　　由于电动汽车具有存储电能的能力，且能够对系统频率的变化进行快速响应，从而适合参与频率的调整。当系统频率偏高时，电动汽车作为电力负荷，消耗电能，下调频率；而当系统频率偏低时，作为储能单元，向电网回馈电能，上调频率。除此之外，电动汽车作为一种代步工具，其可用电量必须考虑车主的驾驶需要。当电动汽车为电力系统提供调频服务时，用户也希望从中获得一定的经济收益，这使得调频策略和用户需求之间可以通过电价这一经济手段进行协调。因此，本文针对电动汽车参与电力系统一次调频，设计考虑电价因素的调频控制方法进行研究，具体内容安排如下：　　首先，对频率波动成因、调频原理（包含一次调频，二次调频和三次调频）等进行阐述，并据此构建研究中所需要的跨区域电力系统的仿真模型，其中包括发电厂单元、跨区域系统联络线单元、负荷波动单元和风力发电单元。针对电动汽车参与电力系统一次调频，设计以电池荷电状态为车辆模型的一次调频模型。结合跨区域电力系统模型，构建涉及电动汽车参与的电力系统调频仿真平台，为一次调频控制方法的研究提供仿真环境。　　其次，以电动汽车的充电形式和管理模式为研究基础，分别从调频的参与方式、时间和容量以及调频速度三个方面，分析电动汽车提供系统调频服务的可行性。从电动汽车用户参与调频的经济收益角度出发，设计利用实时电价计算一次调频收益的方法。　　再次，通过分析涉及电动汽车的电力系统一次调频原理，据此建立电动汽车参与电系统一次调频的控制框架，并提出以稳定电量控制和期望充电控制方法为基础，引入实时电价因素的分散式一次调频控制方法。在所提出的控制系统框架中，每辆电动汽车充电装置的V2G控制单元可根据电池的可用调频容量等信息，按照实时电价的高低，承担相应调频服务。同时，实时计算电池的容量并调整期望充/放电功率，以保证用户的行程不因参与系统调频而受到延误。　　最后，运用MATLAB/Simulink仿真软件，按照蒙特卡洛方法，模拟电池荷电状态和用户行车需要，仿真分析电动汽车参与电力系统一次调频以及调频收益的计算。仿真结果表明：提出的电动汽车一次调频控制方法对电力系统频率波动起到有效抑制，在满足用户使用需求的同时能够产生一定的经济效益。
作者：	李天宁
专业：	电气工程
导师：	刘国海
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文