基于实时电价的电动汽车辅助调频控制策略研究

由于能源成本和电力需求持续上升,电动汽车与新能源规模化接入是电网发展的必然趋势。然而,在这些新兴负荷与新兴电源快速发展的大环境下,传统调频手段已不能快速有效地平衡新能源并网带来的负荷波动和频率振荡。电动汽车作为一种分布式储能单元,具有快速的响应特性,在电网调频方面的潜力受到业界广泛关注。积极推动电动汽车参与电网调频辅助服务,对提高电网新能源消纳能力、促进电动汽车产业的发展具有十分积极的作用。目前针对电动汽车参与调频的研究已经开始,但是实时电价对电动汽车调频影响并未获得足够的研究。而这正是本文关注的重点。首先,分析了目前国际上使用较多的电动汽车电量补充模式和调度模式,从快速响应、电池容量、并网时间等方面,讨论电动汽车参与电网辅助调频服务的可行性,并从调频电价与调频收益的角度讨论电动汽车调频的经济性。介绍了电力系统调频的概念和基本原理,以及区域电网模型,并搭建了电动汽车参与电力系统一次频率调节和二次频率调节的两区域互联电网仿真模型。其次,分别提出电动汽车参与电力系统一次频率调节和二次频率调节的V2G框架,并提出考虑实时电价的电动汽车一次调频和二次调频的控制原理及调度策略,具体为:1)通过频率下垂特性,控制电动汽车参与电网一次调频,根据实时电动汽车参与度和电价信息,修正电动汽车调频下垂增益,对电动汽车充/放电功率进行实时控制;2)电动汽车代理商作为第三方中间人负责电网调度中心与电动汽车之间的交流沟通,根据调度中心下发的实时电价与期望V2G功率等信息,结合电动汽车参与度,修正调度中心派遣给电动汽车充电站的调频任务,同时在充电站内分派电动汽车调频任务,控制电动汽车充/放电功率。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台上,搭建电动汽车与电网互动仿真平台,进行仿真分析与讨论。仿真结果表明:所提出的控制策略在有效平息系统频率波动的同时满足用户出行要求。