集群充电站参与系统二次调频的机理研究

随着风电、光电等可再生能源大规模并网以及智能家居、储能设施等新型负荷的接入,电力系统的频率调节问题日益复杂,传统的发电机组如水电机组、火电机组也难以准确跟踪负荷的变化情况。电动汽车作为一种新型负荷,却具有蓄电池属性,是一种移动式储能设置。电动汽车的逐渐普及,为解决电网的频率控制问题提供了一个新的解决路径。首先介绍了 V2G系统及其核心组成部分——双向充电机与电池管理系统,讨论分析了电动汽车三种控制模式——集中式、分散式与换电式,在此基础上建立了以“集群充电站”为核心的电动汽车控制框架,以“分散接入,集中控制”为原则,对分散接入的电动汽车通过集群充电站进行统一管理和控制。然后介绍了电力系统频率波动的原因,发电机—负荷模型、原动机调速器模型以及电动汽车调频模型,根据电动汽车的快速响应特点,在巴特沃斯低通滤波器的基础上,建立了适用于电动汽车的AGC模型。通过对车辆荷电水平的统计对电动汽车划分为两个群,并在此基础上计算单个电动汽车的可控容量。计及功率约束与能量约束,考虑用户意愿及电池容量,提出了基于电池荷电水平(State of charge,SOC)的功率分配方法,减少调频对电池SOC的影响。最后,根据上述方法,在Matlab/Simulink仿真平台上建立单区域电力系统模型,对集群充电站参与电力系统二次调频进行了动态仿真分析,仿真结果表明:可分解调频信号的AGC模型充分发挥了电动汽车的快速响应特点,对系统频率波动可以快速反应,并且参与二次调频对电动汽车的SOC影响较小,不会影响用户出行。仿真结果验证了本文所提方法的可行性和有效性。