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集群电动汽车在微网一次调频中的应用研究

Sheeraz Iqbal  
【摘要】:近一个世纪以来,内燃机一直占据着交通运输领域的主导地位,现在看来,电动汽车(EV)正处于快速发展的边缘,因为它具有许多有用的特性,例如降低运营成本和减少碳排放。电动汽车既可以作为负载,也可以作为电源,利用车辆到电网或V2G技术,V2G技术在调峰、电压控制和拥塞管理等方面为工业微电网增加了关键特性。通过V2G技术可以使用的另一个特性是对工业微电网的频率支持。电动汽车的V2G控制通过响应频率偏差信号来减小一次频率偏差,即电动汽车的充放电容量可以根据频率偏差信号进行控制,以实现对发电负荷缺额的控制。在这种情况下,电动汽车的V2G控制类似于传统电力系统的频率下垂控制。此外,电动汽车作为现代交通工具的一种形式,将适应电动汽车用户的出行使用,这有别于仅用于一次频率控制(PFC)的传统频率下降控制。因此,工业微电网的主频控制和运输收费是两个重要方面,需要在V2G控制策略中同时解决。V2G策略引入的一次调频是通过控制电动汽车的充放电来提高频率质量。例如,当系统频率下降时,增加电动汽车在微电网中的功率注入,或减少电动汽车在微电网中的功率消耗,可以防止频率进一步下降。在本研究中,针对电动汽车的不同充电模式,即“电动汽车电池的荷电状态”、“电动汽车车队中电动汽车的数目”提出了电网调节控制器与充电控制器。这些控制器提供双向功率流,可确保在不同意外情况下的主频控制,工业微电网可能在24小时内面临这种情况。仿真结果也证明了这一点。此外,仿真结果还表明,在V2G模式下增加更多的电动汽车,可以在更大程度上改善微电网的频率。本研究的算例研究包括一个具有不同分布能源的工业微电网、柴油发电机、电动汽车车队以及工业和住宅负荷。利用MATLAB/SIMULINK软件对测试算例进行了仿真,并对结果进行了分析。电动汽车作为一种频率控制工具,由于其快速的调节能力,越来越受到人们的重视。由于需要同时维持电动汽车的充电水平和工业微电网的调度,用于一次调频的电动汽车的普及受到了阻碍。目前的研究旨在探讨充电站运营商(CSO)的运营和主导作用,以及车辆接入电网的策略;在没有电动汽车充放电统计的情况下,不确定的任务在工业微电网中执行。CSO在调节中的作用是分配电动汽车一次调频能力内的工作。对V2G功率进行实时校正,确保电动汽车的充电状态达到预期水平。通过一个具有可再生资源的两区互联工业微电网的应用,验证了所提出的V2G一次调频策略的有效性。在所提出的策略中,调控规则通过电动汽车聚合器传达给电动汽车和CSO。在CSO中,利用一定的时间实例进行频率调节容量的计算。随后,根据充电需求和频率调节来调度V2G电源。在这一部分中,我们提出了一种新的基于V2G策略的工业微电网主频控制方法,包括CSO、EVs聚合器和EVs运营商的有效协调。


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