【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种考虑电池soh的电动汽车辅助电网调频控制方法。
技术介绍
1、电动汽车(electricvehicles,evs)作为应对气候变化和能源可持续性挑战的一种解决方案，已经成为能源系统领域的关键研究方向之一[1]。电动汽车的广泛普及不仅可以减少温室气体排放，还可以为电力系统提供有力支持，尤其是在辅助电网调频方面。本专利技术关注了电动汽车作为电力系统辅助电源的潜在贡献，同时强调了考虑电池健康状况的重要性[2]。电动汽车的电池是其核心组成部分，其健康状况对电动汽车的性能和寿命至关重要[3]。频繁的快速充电和放电会降低电池的寿命，因此，在将电动汽车纳入电网调频控制时，必须谨慎选择电池的利用方式。
2、国内外众多学者对于ev电池参与电网调频方式展开了激烈探讨，李建林等人对于阶段功率分配问题进行了深入研究，同时提出了一个综合考虑多重约束条件的控制策略模型，为储能电站在参与调频出力方面提供了有力的理论依据。最后就储能系统未来的发展提供了建设性的建议，并对未来研究方向进行了前瞻性探讨[4]。廖世强等人为优化储能电池在电网一次调频中的性能，深入研究了其作用机制。构建高渗透新能源区域电网模型，考虑储能电池，经幅频特性分析，发现储能电池显著提高电网频率稳定性。研究结果显示该策略增强了电网抗干扰性，尤其在阶跃负荷扰动下效果显著，长时间负荷扰动下健康状况(state of health,soh)维持效果最佳。研究有望促进储能电池更有效参与电网调频，加速双碳目标实现[5]。于会群等人提出一种综合控制策略，基于调频信号优化，使电池
3、通过以上国内外学者研究现状可知，对于控制策略模型众多，但是考虑到电池寿命损耗的电动汽车辅助电网调频控制策略却很少。基于此，本专利技术首先介绍了自动发电控制(automatic generation control,agc)的概念，将其作为维持电力平衡和频率稳定的一种手段。该研究提出了电动汽车调频控制的基本模型，该模型有助于分析电动汽车对系统频率调节的影响。研究所提策略的核心是多级调频控制，包括调度指令、负荷聚类和下垂控制，并同时考虑到了电动汽车电池的寿命。该策略根据电动汽车的调频能力对其进行智能集群，优化电池荷电状态，减少频繁的充放电循环次数。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种考虑电池soh的电动汽车辅助电网调频控制方法，该方法在平衡电网频率和维持电动汽车电池健康状态方面非常有效。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种考虑电池soh的电动汽车辅助电网调频控制方法，包括：
3、(1)电动汽车参与电网调频模型以及电池寿命模型的建立；
4、(2)考虑电动汽车电池寿命的多级调频控制策略。
5、在本专利技术一实施例中，所述步骤(1)具体实现如下：
6、电动汽车通过双向变流器与电力网络相连接，将虚拟同步发电机vsg技术融入变流器控制中，在v2g参与调频时能够呈现类似同步发电机的惯性和阻尼特性，进而表现出电网友好的特征；虚拟同步发电机vsg运动方程如式(1)所示：
7、
8、式中，te代表电机的电磁转矩，j代表vsg的旋转惯量，tm代表电机的机械转矩，dp代表转子的阻尼系数，ωn代表转子的参考角频率，ω代表转子的实际角频率；在不同的系统中dp与j的取值是不同的，当系统中发电机参数确定时，便能够根据公式(1)计算得到dp与j的具体数值；
9、(1.1)电动汽车调频控制基本模型的建立
10、采用单区域频率调节模型探究电动汽车对系统频率的调整影响，并将单区域频率调节模型中包括发电机-负荷模型、原动机模型、调速器模型、负荷频率模型以及一二次调频模型的各模型等效为低阶线性化模型，采用传递函数进行描述；基于vsg模型，构建等效模型时需要综合考虑电动汽车ev的调频特性，选用电动汽车的二阶惯性响应函数，该函数用二阶惯性传递函数的形式进行表示，具体的传递函数如式(2)所示：
11、
12、式中，tev代表固有时间常数，jvr代表vsg等效虚拟惯量，dvr代表vsg的等效虚拟阻尼；一次调频模型、二次调频模型涵盖在ev调频模块内部，二者合并后形成电动汽车的总调频功率，鉴于综合功率可能高于电动汽车的最大允许充放电功率，引入功率限制模块，以避免过大充放电功率对电池造成潜在损害，最终，经由vsg的功率响应特性函数进行加工，获得电动汽车的调频功率；
13、(1.2)ev电池容量衰退模型的建立
14、在ev电池容量衰退模型构建过程中，温度与充放电倍率被设定为固定值，仅考虑电池的循环充放电深度δsoc、充放电次数以及平均循环soc对电池容量退化的影响；在恒定温度条件下，电池容量衰退速率qsite如式(3)所示：
15、
16、式中，qd代表电池当前的容量，qb代表电池的标准容量；假设ev电池在任意相同大小的区间内具有相等的放电量，等效循环次数表述如式(4)所示：
17、
18、式中，ee代表调频时间内电动汽车充放电的总电量，ea代表完整循环内充放电的总电量。
19、在本专利技术一实施例中，所述双向变流器即电动汽车充放电机的双向dc/dc变流器，其采取双向半桥拓扑结构。
20、在本专利技术一实施例中，所述步骤(2)具体实现如下：
21、(2.1)一次频率调节中的调度指令与负荷聚合策略
22、在调度中心向电动汽车负荷聚合商发送调度指令时，该调度指令需要涵盖自备的调频容量；在此情景下，存在n个可供调频调度的电动汽车，形成一个电动汽车集合；为减少因频繁充放电状态转换而引发的电池损耗，同一调度时间段内，参与电网一次调频的负载组合可能包含单一或多个成员；具备较高频率调整容量的调频组群将被优先选中参与全容量调频，以减少电池的充放电转换频率；基于此，提出一种以电动汽车负荷聚类为基础的一次调频控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑电池SOH的电动汽车辅助电网调频控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑电池SOH的电动汽车辅助电网调频控制方法，其特征在于，所述步骤(1)具体实现如下：
3.根据权利要求2所述的一种考虑电池SOH的电动汽车辅助电网调频控制方法，其特征在于，所述双向变流器即电动汽车充放电机的双向DC/DC变流器，其采取双向半桥拓扑结构。
4.根据权利要求1所述的一种考虑电池SOH的电动汽车辅助电网调频控制方法，其特征在于，所述步骤(2)具体实现如下：
【技术特征摘要】
1.一种考虑电池soh的电动汽车辅助电网调频控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑电池soh的电动汽车辅助电网调频控制方法，其特征在于，所述步骤(1)具体实现如下：
3.根据权利要求2所述的一种考虑电池so...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗林华，李世春，苏凌杰，陈海旭，王小雨，王丽君，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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