大规模电动汽车辅助电网调频的协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种大规模电动汽车辅助电网调频的协调控制策略。所述策略将电网运行状态划分为五种：正常状态，预警状态，应急状态，极限状态和恢复状态，根据电网实际情况，并结合电动汽车准确迅速响应的优势针对不同的运行状态制定合理的响应控制策略，达到电动汽车与电网调频装置之间协调响应的目的。本发明专利技术中各控制策略根据电网的扰动大小对应不同的响应门槛和响应幅度值，且能够根据电网频率偏差信号判断其变化趋势，动态调整响应策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
石油资源的大量消耗带来的环境污染和能源危机等问题，已成为世界各国关注的 焦点，节能减排和能源发展已将电动汽车推上了历史的舞台，电动汽车的迅速发展为保障 电力系统的稳定运行提供了新的方法。大量电动汽车随机和无序接入电网势必会增加系 统的负荷水平，造成局部电网负荷供应紧张，给电网带来负面冲击。但是伴随储能技术、电 机及其控制技术的发展使得电动汽车不仅仅是电力的索取者，而是一个能够为电网提供调 压、调频、旋转备用，辅助电网运行的积极参与者。随着V2G (vehicle-to-grid)技术的发 展，电动汽车参与电网调频，实现智能需求响应方面的研究也得到了不断的深入，V2G相对 于传统调频方式有其不可取代的优势，被认为是未来调频的最佳之选。 目前，研究V2G参与电网调频的可行性主要体现在以下方面： (1)电动汽车在全世界范围内已进入全面推广阶段。据统计，在中等发展速度下，至 2020、2030和2050年，电动汽车占美国汽车总量的比例将分别达到35%，51%和62%。我国 预计到2030年，电动汽车数量将增长到6000万辆。每辆电动汽车充电功率按10kW计算， 最极端情况下，6000万辆电动汽车同时充电，则总充电功率将达到6亿千瓦，占2030年全国 预计总装机容量23. 2亿千瓦的26%。 (2)可根据电力系统频率偏差对电动汽车的充放电状态进行调节。当系统频率下 降时，减小电动汽车的充功率达到减小系统负荷的目的，当系统频率下降比较严重时甚至 可以向电网馈电以增加供电量；当系统频率上升时，控制电动汽车最大功率充电以增加系 统负荷。 (3)电动汽车充放电过程是电磁和化学反应的过程，无机械过程，所以其能够对电 网信号进行连续响应，且响应准确快速，在一定程度上减少了系统有功储备。 (4)在相对短的时间内，电动汽车充放电是非刚性的，即电动汽车充电时间比较 灵活，同时在短时间内对电动汽车充放电状态或功率进行调节对用户和电动汽车影响比较 小。
技术实现思路
本专利技术主要研究大规模电动汽车与传统机组调频之间的协调控制，研究相应控制 策略，提供一种能在电网频率发生异常时快速响应并调整充放电状态，辅助电网快速恢复 正常运行水平，保障电网的安全和稳定运行的控制方法。 本专利技术的技术方案包括： 本专利技术的有益效果是：将电网运行状态划分为五种：正常状态，预警状态，应急状态， 极限状态和恢复状态，根据电网实际情况，并结合电动汽车准确迅速响应的优势针对不同 的运行状态制定合理的响应控制策略，达到电动汽车与电网调频装置之间协调响应的目 的。本专利技术中各控制策略根据电网的扰动大小对应不同的响应门槛和响应幅度值，且能够 根据电网频率偏差信号判断其变化趋势，动态调整响应策略。能在电网频率发生异常时快 速响应并调整充放电状态，辅助电网快速恢复正常运行水平，保障电网的安全和稳定运行。 【附图说明】 图1为本专利技术整个系统的硬件构成、信息流动和策略的执行过程示意图； 图2为本专利技术电动汽车与传统机组协调控制的具体实施流程框图； 图3为本专利技术电动汽车辅助电网调频流程图。 【具体实施方式】 以下结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。 参照附图1，配电网调度中心负责对电力系统运行状态进行实时监测和划分，在大 规模互联系统中是控制系统频率和区域间联络线交换功率按计划运行的重要手段，联 络线频率偏差控制（招0是大电网运行中较合理的频率控制模式。在该模式下将频率偏差 和联络线功率偏差工作作为区域控制偏差的计算量。若电网遭遇扰动，则通过 检测并判断电网运行状态、频率和功率差额，在协调控制策略的配合下进行功率分配，并通 过电网相关通信设备将分配结果传递给参与频率响应的相关设备（电动汽车或传统调频机 组)，并进行响应。 图1中的硬件部分是建立在已有的对电动汽车调频研究的理论之上，这些装置基 本上都有人提过，但目前国内在此方面的具体实施基本没有建立，但这些设施在未来的实 际应用中是可以实现的。本研究的重点是控制策略，所以整个研究只是将控制策略应用于 整个系统，与传统机组联合控制从而达到协调控制的目的。 1、本专利技术基于目前电网与电动汽车相关技术的发展，对电网的运行状态进行分析 和划分(正常状态，预警状态，紧急状态，极限状态和恢复状态)，并针对不同的运行状态提 出相应的控制策略： (1) 当区域控制偏差（Area Control Error 比较小，不对电网构成威胁时，综合考 虑频率调节对电动汽车用户和电池寿命的影响，此时电动汽车不参与频率响应，由传统调 频方式完成； (2) 当电网受到大扰动，导致短时间内变大，此时电动汽车凭借其响应准确迅速的 优点，优先响应，从而确保电能的供需平衡； (3) 当电网受到一个严重扰动，导致电网进入不正常的运行状态dCF偏大，此时电动汽 车凭借其优势先响应数秒，接着传统自动发电控制装置厶 联合响应，直到电网恢复正常运行状态后，电动汽车恢复到响应前的充电状态。 其中，响应策略（1)对应正常状态，响应策略（2 )对应警戒状态，响应策略（3 )对应 紧急、极限和恢复状态。 2、对每种策略的具体响应进打了研究： 每种策略对应不同的响应措施，具体响应情况如下： (1)正常状态： 假设电网发生小扰动，并导致频率偏差」八但此时电网仍处于正常运行状态很 小)。当达到响应门槛时，如：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规模电动汽车辅助电网调频的协调控制方法，利用现有配电网调度中心和通信网络对频率响应对象进行协调控制，其特征在于，将电网运行状态划分为五种：正常状态、预警状态、应急状态、极限状态和恢复状态，根据电网实际情况，并结合电动汽车准确迅速响应的优势针对不同的运行状态制定合理的响应控制策略，达到电动汽车与电网调频装置之间协调响应的目的。

【技术特征摘要】
1. 一种大规模电动汽车辅助电网调频的协调控制方法，利用现有配电网调度中心和 通信网络对频率响应对象进行协调控制，其特征在于，将电网运行状态划分为五种：正常状 态、预警状态、应急状态、极限状态和恢复状态，根据电网实际情况，并结合电动汽车准确迅 速响应的优势针对不同的运行状态制定合理的响应控制策略，达到电动汽车与电网调频装 置之间协调响应的目的。2. 根据权利要求1所述的大规模电动汽车辅助电网调频的协调控制方法，其特征在 于，所述的正常状态为：区域控制偏差(Area Control Error)比较小，不对电网构成威 胁时，综合考虑频率调节对电动汽车用户和电池寿命的影响，此时电动汽车不参与频率响 应，由传统调频方式完成。3. 根据权利要求1所述的大规模电动汽车辅助电网调频的协调控制方法，其特征在 于，所述的预警状态为：电网受到大扰动，导致短时间内变大，此时电动汽车凭借其响 应准确迅速的优点，优先响应，从而确保电能的供需平衡。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹小明，魏靖，
申请(专利权)人：湖南智仁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43