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大规模电动汽车接入对电力系统的影响及优化控制问题研究
| 论文题名： | 大规模电动汽车接入对电力系统的影响及优化控制问题研究 |
| 关键词： | 电动汽车;电力系统;频率控制;负荷建模;控制策略 |
| 摘要： | 为缓解能源紧张，保护我们赖以生存的家园，以电力为能源的电动汽车必然会成为未来的发展趋势。一辆电动汽车的电池容量较小，难以对电力系统产生影响，规模化电动汽车接入的集群效应受到社会各界广泛关注。一方面，电动汽车以无序状态接入电力系统充电，会给电力系统负荷带来不小的冲击和影响；另一方面，当电动汽车处于静止状态时就相当于一个移动电源，能够参与电力系统频率的调节。因此，研究大规模电动汽车接入电力系统的充电负荷优化控制和调频控制策略，减小其无序充电对电力系统的不利影响，充分发挥电动汽车参与调频的潜能，具有十分重要的意义。 考虑电动汽车的充电特点，首先通过出行规律，接入充电时间，动力电池的荷电状态搭建电动汽车无序状态进行充电的负荷模型，然后借助蒙特卡洛对电动汽车的无序状态进行负荷计算，研究在无序状态下电动汽车以不同比率接入电力系统对原日负荷曲线的影响，发现随着电动汽车占有率的不断上升，会进一步扩大峰谷差，影响电力系统的稳定运行。 参考传统的负荷频率调节模型，基于电动汽车接入电力系统充放电等效电路搭建电动汽车调频模型，组合建立了含电动汽车的负荷频率调节模型。然后在MATLAB/SIMULINK平台搭建有无电动汽车参与频率调整的单区域、两区域互联仿真对照模型，验证电动汽车参与电力系统的一次、二次频率调整均能降低系统频率偏差，系统更快的趋向稳定，减少调频机组的备用容量。 针对大规模电动汽车以无序状态接入电力系统充电造成的峰谷差扩大现象，提出基于博弈的电动汽车智能充电负荷控制策略，主要表现为售电站和电动汽车用户进行充电电价和充电时间的博弈，以降低负荷方差、用户充电成本和充电时间，建立电动汽车有序充电负荷控制策略模型。再采用粒子群算法优化求解，通过仿真实现电动汽车充电负荷时间的转移，实现削峰填谷，增加电动汽车准入量，从而减轻电动汽车充电对电力系统的影响。 最后，提出基于电动汽车用户意愿的调频控制策略，建立动力电池的荷电状态和充放电响应系数的关系，再结合用户的充电预设目标和参与调频的意愿，建立基于电动汽车实际状态的调频控制策略，结合单区域系统调频仿真模型，考虑新能源发电装置的影响。通过仿真验证，电动汽车参与调频能够平抑频率波动，保证用户需求。 |
| 作者： | 马英姿 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 马兆兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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