[發明專利]一種面向智能電網的電動汽車入網一次調頻控制方法

有效

• 申請號: 201410311412.7
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104078978A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 劉輝;胡澤春;宋永華;汪旎
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;清華大學
• 主分類號: H02J3/02
• 分類號: H02J3/02;H02J7/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于智能電網技術領域，具體涉及一種面向智能電網的電動汽車分散入網參與電網一次頻率調節的控制方法。?

背景技術

能源危機和環境污染的雙重壓力促使了電動汽車產業日益發展，電動汽車將日益普及。規?；妱悠嚾刖W將為電力工業發展帶來新的發展機遇，為電網提供各種輔助服務。特別地，電動汽車參與電網頻率調節被視為最有應用前景的輔助服務之一。

電力系統頻率調節的目的是抑制電網頻率波動，以提高電網頻率質量，而電網頻率波動源于電力供需不匹配。通常，傳統發電機實時調節其輸出功率，匹配電力負荷變化。與傳統發電機組相比，電動汽車具有快速的調節特性和響應速度，具備參與電網頻率調節的天然優勢，而電動汽車作為交通工具，用戶用車需求是首要目標。

因此，如何在滿足電動汽車用戶充電需求的同時抑制電網頻率波動，提高電網頻率質量，促進電動汽車與電網互動技術的發展，是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是：利用電動汽車快速調節與響應特性，運用數學建模方法，提出電動汽車參與電網一次頻率調節的控制方法，在滿足電動汽車用戶用車需求的同時，抑制電網頻率波動，提高電網頻率質量。

針對上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種面向智能電網的電動汽車入網一次調頻控制方法，該方法包含以下步驟：

步驟1：檢測電動汽車是否接入電網，如果接入電網則執行步驟2，否則電動汽車離開/未接入電網，不能參與電網頻率調節；

步驟2：交互接口通過車載終端，獲取電動汽車電池荷電狀態、用戶充電需求和期望離開時間；

步驟3：基于車載終端上傳的用戶充電需求數據，交互接口的“V2G控制”模塊判斷電動汽車是否需求進行能量補給；

步驟4：如果用戶電池需要進行能量補給，在“V2G控制”模塊中，控制策略由計劃充電和頻率下垂控制組成；根據用戶充電需求和期望離開時間，以及車載終端上傳的電池實時荷電狀態，制定計劃充電控制方案；同時，基于“頻率檢測”模塊實時上傳的電網頻率偏移信息，制定頻率下垂控制方案，抑制電網頻率波動；

步驟5：如果電池荷電狀態小于期望荷電狀態，電動汽車繼續進行能量補給，重復步驟4；否則，如果電池荷電狀態達到期望荷電狀態，進行步驟6；

步驟6：如果電動汽車電池無需進行能量補給，在“V2G控制”模塊中，基于車載終端上傳的實時電池荷電狀態，提出自適應下垂系統計算方法，并結合“頻率檢測”模塊實時上傳的電網頻率偏移信息，控制“充/放電機”，對電動汽車進行充/放電控制，實現電網頻率自適應下垂控制；

步驟7：執行步驟1，判斷電動汽車用戶是否離開電網。

進一步，維持電池荷電狀態的頻率下垂控制結構可描述為：當電網頻率偏移超過規定的死區時，自適應下垂控制器根據電網頻率偏移，制定電動汽車充/放電功率。所述自適應下垂控制器的控制方法如下：

當???????????????????????????????????????????????時：

當時；

當時：

當時：

在上述公式中：為第k時刻電動汽車電池的荷電狀態；為電動汽車允許最小荷電狀態；為電動汽車允許最大荷電狀態；為用戶期望荷電狀態；為最大充/放電下垂系數；為電動汽車最大充/放電功率；為第k時刻充電下垂系數；第k時刻放電下垂系數。

進一步，所述電動汽車實現計劃充電的頻率下垂控制結構可描述為：計劃充電的頻率下垂控制由“計劃充電控制”和“頻率下垂控制”兩部分組成?！坝媱澇潆娍刂啤备鶕姵貙崟r荷電狀態、期望荷電狀態和電動汽車離開時間，實時計算電動汽車的計劃充電功率，對電動汽車進行能量補給。同時，當電網頻率超過規定死區時，通過“頻率下垂控制”，抑制電網頻率波動。所述電動汽車實現計劃充電的頻率下垂控制計算方法為：

在上式中：為電動汽車電池額定容量；為第k時刻時間；為用戶期望離開時間；為第k時刻電網頻率偏移；K為頻率下垂控制系數；為第k時刻電動汽車V2G功率；為第k時刻電動汽車進行能量補給的實時計劃充電功率；為第k時刻抑制電網頻率的V2G功率。

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附圖說明

圖1為電動汽車參與電網一次頻率調節的系統框架；