[发明专利]一种面向智能电网的电动汽车入网一次调频控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，具体涉及一种面向智能电网的电动汽车分散入网参与电网一次频率调节的控制方法。 

背景技术

能源危机和环境污染的双重压力促使了电动汽车产业日益发展，电动汽车将日益普及。规模化电动汽车入网将为电力工业发展带来新的发展机遇，为电网提供各种辅助服务。特别地，电动汽车参与电网频率调节被视为最有应用前景的辅助服务之一。

电力系统频率调节的目的是抑制电网频率波动，以提高电网频率质量，而电网频率波动源于电力供需不匹配。通常，传统发电机实时调节其输出功率，匹配电力负荷变化。与传统发电机组相比，电动汽车具有快速的调节特性和响应速度，具备参与电网频率调节的天然优势，而电动汽车作为交通工具，用户用车需求是首要目标。

因此，如何在满足电动汽车用户充电需求的同时抑制电网频率波动，提高电网频率质量，促进电动汽车与电网互动技术的发展，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是：利用电动汽车快速调节与响应特性，运用数学建模方法，提出电动汽车参与电网一次频率调节的控制方法，在满足电动汽车用户用车需求的同时，抑制电网频率波动，提高电网频率质量。

针对上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种面向智能电网的电动汽车入网一次调频控制方法，该方法包含以下步骤：

步骤1：检测电动汽车是否接入电网，如果接入电网则执行步骤2，否则电动汽车离开/未接入电网，不能参与电网频率调节；

步骤2：交互接口通过车载终端，获取电动汽车电池荷电状态、用户充电需求和期望离开时间；

步骤3：基于车载终端上传的用户充电需求数据，交互接口的“V2G控制”模块判断电动汽车是否需求进行能量补给；

步骤4：如果用户电池需要进行能量补给，在“V2G控制”模块中，控制策略由计划充电和频率下垂控制组成；根据用户充电需求和期望离开时间，以及车载终端上传的电池实时荷电状态，制定计划充电控制方案；同时，基于“频率检测”模块实时上传的电网频率偏移信息，制定频率下垂控制方案，抑制电网频率波动；

步骤5：如果电池荷电状态小于期望荷电状态，电动汽车继续进行能量补给，重复步骤4；否则，如果电池荷电状态达到期望荷电状态，进行步骤6；

步骤6：如果电动汽车电池无需进行能量补给，在“V2G控制”模块中，基于车载终端上传的实时电池荷电状态，提出自适应下垂系统计算方法，并结合“频率检测”模块实时上传的电网频率偏移信息，控制“充/放电机”，对电动汽车进行充/放电控制，实现电网频率自适应下垂控制；

步骤7：执行步骤1，判断电动汽车用户是否离开电网。

进一步，维持电池荷电状态的频率下垂控制结构可描述为：当电网频率偏移超过规定的死区时，自适应下垂控制器根据电网频率偏移，制定电动汽车充/放电功率。所述自适应下垂控制器的控制方法如下：

当                                               时：

当时；

当时：

当时：

在上述公式中：为第k时刻电动汽车电池的荷电状态；为电动汽车允许最小荷电状态；为电动汽车允许最大荷电状态；为用户期望荷电状态；为最大充/放电下垂系数；为电动汽车最大充/放电功率；为第k时刻充电下垂系数；第k时刻放电下垂系数。

进一步，所述电动汽车实现计划充电的频率下垂控制结构可描述为：计划充电的频率下垂控制由“计划充电控制”和“频率下垂控制”两部分组成。“计划充电控制”根据电池实时荷电状态、期望荷电状态和电动汽车离开时间，实时计算电动汽车的计划充电功率，对电动汽车进行能量补给。同时，当电网频率超过规定死区时，通过“频率下垂控制”，抑制电网频率波动。所述电动汽车实现计划充电的频率下垂控制计算方法为：

在上式中：为电动汽车电池额定容量；为第k时刻时间；为用户期望离开时间；为第k时刻电网频率偏移；K为频率下垂控制系数；为第k时刻电动汽车V2G功率；为第k时刻电动汽车进行能量补给的实时计划充电功率；为第k时刻抑制电网频率的V2G功率。

 

附图说明

图1为电动汽车参与电网一次频率调节的系统框架；