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原文传递电动汽车参与系统调频的控制方法

论文题名：	电动汽车参与系统调频的控制方法
关键词：	电动汽车;储能特性;反馈控制;频率估计;荷电状态
摘要：	风能和太阳能等可再生能源的高效利用，是解决能源和环境问题的重要手段。然而，由于可再生能源的随机性，大量风力发电和光伏发电接入后将导致系统的有功波动，从而引起系统的频率波动。系统中大量、分散插入式电动汽车(Plug-in electric vehicles，PEVs)由于其良好的储能特性，在可再生能源机组有功波动时作为备用，使系统的有功达到平衡，从而平衡可再生能源波动带来系统的频率扰动。为此，本文研究系统中数目庞大、地域分散的PEVs通过电动汽车接入电网(Vehicle to Grid，V2G)技术参与系统的调频控制，具有重要的理论价值和现实意义。　　频率信号准确获取是PEVs参与系统频率控制的重要前提和基础。针对集中式频率获取及分散式频率获取存在的不足，提出了基于一致性滤波的系统频率协同获取方法。它仅仅依靠安装在配电变电站中的频率测量装置，借助智能电网公用的通信平台，通过相邻PEV/配电变电站之间有限的频率信息交互，实现大量PEVs频率信号的一致、准确、鲁棒获取。通过对频率协同获取动态方程的稳定性分析，验证了该方法的收敛性和鲁棒性。最后，SIMULINK仿真验证了该方法能够在较短的时间内实现所有PEVs系统频率的一致跟踪，且大大降低了频率获取的噪声强度。与分散式频率获取相比，所提出的频率协同获取方法能够很好抑制测量噪声，提高系统的鲁棒性能，以及大幅降低频率测量投资成本。　　在考虑PEV电池充/放电特性和荷电状态(State of Charge，SOC)约束的基础上，提出了基于反馈控制的V2G动态模型。汇聚地域分散的PEVs，将PEVs的V2G动态模型并入到系统的频率控制模型中，提出了PEVs参与系统的频率控制模型。其中V2G动态模型中的频率信号的获取依靠所提出的基于有限通信的频率协同获取方法。最后，SIMULINK仿真验证了基于频率协同获取方法的PEVs参与系统的频率控制，能够取得较好的频率控制效果，可以很好应对短路故障对系统性能的影响。与基于分散式频率获取的PEVs参与系统的频率控制相比，基于频率协同获取方法的PEVs参与系统的频率控制的系统频率调节的噪声强度大大降低。　　为了实现PEVs参与系统频率控制，需要完成上述的PEVs系统频率协同获取和PEV的频率自适应功率调节两方面内容的技术实现。因此，本文研发了PEVs系统频率协同获取电路和PEV的频率自适应功率调节电路。PEVs系统频率协同获取电路借助无线通信单元，通过与其他配电变电站/PEV上的系统频率协同获取电路交互频率信号，通过频率修正单元对频率估计信号就行不断修正，最终获取一致、准确的频率信号。PEV频率自适应功率调节电路由频率跟踪环和功率控制环共同完成。其中频率跟踪环通过调节器、校正电路和反馈电路，来实现实时快速的跟踪系统频率;功率控制环通过瞬时功率计算单元、clarke变换、扇区选择器、滞环比较器、开关表、比较器和乘法器，来实现自适应调节PEV的V2G功率。上述的两个电路能够实现PEVs参与系统的频率控制，为大规模、分散PEVs参与系统的频率控制提供了技术支持。
作者：	刘保平
专业：	电力系统及其自动化
导师：	杨洪明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长沙理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文