电动汽车充电负荷频率响应控制策略研究

在能源紧缺和环境污染的双重压力下，电动汽车已成为新能源汽车的主要发展方向。电动汽车规模的不断扩大，给电网的安全稳定运行带来了新的挑战和机遇。电动汽车接入电网，既可作为可控负荷，同时也可作为分布式储能单元。通过合理的控制，电动汽车可有效协助电网稳定运行。因此，在充分考虑电动汽车充电负荷特性的基础上，探讨电动汽车参与电网辅助服务的相关策略，可以提高电网的稳定运行水平及接纳新能源的能力，具有重要的理论意义和应用价值。 电动汽车快速响应频率变化的特性，可以使其很好地契合了电网频率调整的需求。如何利用电动汽车充电负荷的特性来抑制电网的频率波动，提高电网运行的稳定性，成为新的研究热点。以此为出发点，本文展开了以下的研究： 基于分散式的V2G模式，提出了大量且分散分布的电动汽车充电负荷参与电网智能频率响应的协调控制策略。利用电动汽车充电负荷的可控性及时间可平移性，当电网频率偏差超过一定值时，其可快速作出响应。依据电网的频率偏差程度，分级响应电网频率，合理调整和控制电动汽车的充/放电功率，实现电动汽车与电网的友好互动。所提协调控制策略采用异步、主动响应的方式，不同的电动汽车充电负荷在不同的时间节点进行响应。应用电力系统分析工具（PSAT，PowerSystem Analysis Toolbox），分别对电力系统在不同扰动情况下的频率变化情况进行了仿真分析，结果验证了所提方法的有效性。 基于集中式的V2G模式，将电动汽车作为一种调频资源参与电网AGC为研究对象，充分考虑大规模电动汽车充电站/储能站调整速度快、瞬间释放功率大的特点，探讨了大规模电动汽车充电站、储能站与普通调频电源协调参与电网AGC的控制策略。依据电网的不同运行状态，设置不同的响应优先级，采用不同的控制策略，实现电动汽车、储能站与普通调频电源之间的协调配合，且充分发挥了电动汽车和储能站的优势。为验证所提控制策略的有效性，利用MATLAB/Simulink对大规模电动汽车、储能站参与AGC的两区域互联电网的频率控制与调节进行了动态仿真。 本文围绕电动汽车参与电网的频率控制展开了相关的研究，分别提出了分散式和集中式电动汽车参与电网调频的相关控制策略，所做工作可以为今后电动汽车的大规模入网及其有效协助电网的安全稳定运行提供了参考和借鉴。