电动汽车参与电网调频控制技术研究

在过去的一百多年时间,电能为人类带来了前所未有的发展依托,然而伴随着环境的恶化与传统化石能源在已探明储量无法长期供应人类文明可持续发展的过程下,人类对电能这一工业血液产生了新的思考。在满足人类使用的前提下,更少的消耗化石能源,开发核能,及诸多清洁能源。然而当今能源结构下,人民群众对核能的接受度有待提高,各种清洁能源受制于地理条件、稳定成都、并网安全等各种已知与未知因素的限制,人类对电能供给侧的思考又上升到一个全新的高度。伴随着电能的产生,更多的生产工具与消费品应运而生,而电动汽车的产生,在无形中开发出了一个新的产品种类。其既可以作为电能的二次产生者,又可以作为电能的消费者,为电能的生产与转换提供了一种全新的方法。电动汽车电池具有快速的充/放电特性,其参与电网频率调节又是未来必然卓著有效的一种模式。电动汽车参与电网调频,在频率实时波动的情况下随时跟随并相应电网频率的变化,应用电动汽车电池中电力电子控制器,可以消除传统调频过程中的机械延时并减少高频次的转速改变对机组的伤害。本文将电动汽车分为充电和放电两部分,采用可控负荷和虚拟同步机两种模式来模拟电动汽车参与电网频率的调节问题。在电力系统内部发生较大功率扰动时,接入电动汽车,并合理的在可控负荷及虚拟同步机双模式下智能切换,来提高电力系统抗扰动能力。文章在第二章中阐述了电动汽车参与电网调频的控制策略与可行性分析。并在第三章主要阐述了电动汽车接入电网调频模型与传统电力系统调频方式的不同,及控制策略的研究。首先进行了传统电网中原动机、发电机等各部件的模型建立,其次根据电动车充放电不同模型,将充电方式模拟为可控负荷,放电方式模拟为虚拟同步机,接入已建立的互联电网模型。最后根据电网频率偏差及AGC信号进行电网功率扰动过程中频率变化的调节。在仿真中得到结果表明,电动汽车参与一次调频和二次调频可显著减小系统的频率偏差和频率调节时间。在本文第四章中,提出了电动汽车换电站作为能量中继参与电网调频,不但能够提供足够的调频容量,还解放了电动汽车的行驶受限。并给出了电动汽车换电站的运行模式,电池流向和基础站能及调频备用等的概念。在最终经过总结,得出了给出了S2G调频的模型,并在最终经过仿真,验证了该模型的正确性,及该模型的有效性。