基于行驶需求的电动汽车参与电网调频调度方法研究

摘要

随着风能、太阳能等可再生能源大量并入电网，其间歇性、随机性将引起电网的频率波动。由于较低的运行容量，导致传统电网逐渐表现出较差的自愈性。然而，接入电网的电动汽车具有良好的储能特性和快速响应电网频率波动的能力，被视为未来平衡电网频率和提供辅助服务最具有前景的选择之一。
　　目前，利用电动汽车提供调频服务已成为国内外研究的热点，并已获得一定的进展。但要实现同时满足电动汽车充电需求和参与调频调度需求的研究仍存在较大挑战。针对上述问题，本论文提出了一种基于用户行驶电量需求的模型，对电动汽车参与电网调频的调度策略进行了研究。具体研究内容如下：
　　1．根据电动汽车参与电网调频调度系统的结构及工作原理，结合电动汽车参与电网调频的基本要求和目标，本论文提出了一种基于用户行驶需求的电动汽车参与电网调频调度策略。该策略包括基于电动汽车用户行驶需求的电量计算和电动汽车参与电网调频容量计算及其优化分配。
　　2．针对电动汽车用户的出行需求，基于用户行驶模型研究了电动汽车用户行驶需求电量的计算方法。根据电动汽车电池特性、车辆行驶性能、用户的日行驶距离等相关数据，计算出电动汽车用户期望电池电量水平。
　　3．针对电动汽车调频服务，本论文研究了期望电量以上的电动汽车参与电网调频服务的优化控制策略。该优化调度策略的研究工作包括：1）电动汽车集群参与电网调频的容量优化计算。以电动汽车集群收益和跟踪调频信号精度为优化目标，考虑电动汽车电池可用容量及充放电功率等条件，建立了调频容量优化计算模型。2）电动汽车集群参与电网调频的容量优化分配。以电动汽车电池电量变化占电动汽车电池可用容量最小为优化目标，考虑用户的期望电量、电池容量及充放电功率等约束条件，建立了调频容量优化分配模型。
　　基于以上研究工作，本论文完成了基于行驶模型的电动汽车参与电网调频调度方法的仿真实验，并与现有以经济收益为目标的电动汽车参与电网调频调度方法的仿真结果进行了对比。仿真结果表明：本论文的方法不仅能够较好的跟踪调频信号，用户不仅可以从中获得较多的收益，还可以较好地满足用户的行驶需求。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景与意义

1.2 电动汽车接入及其参与电网调频现状

1.3 电动汽车参与电网调频调度策略研究现状

1.4 本论文的结构安排

第二章 电动汽车参与电网调频调度架构及策略研究

2.1 引言

2.2 电动汽车参与电网调频的基本要求

2.3 电动汽车参与电网调频调度的目标

2.4 电动汽车参与电网调频调度架构研究

2.5 基于用户行驶需求的电动汽车参与电网调频调度策略设计

2.6 本章小结

第三章 基于用户行驶需求的电动汽车电量计算算法

3.1 引言

3.2 电动汽车动力电池特性

3.3 电动汽车基本出行需求参数研究

3.4 电动汽车用户行驶需求电量建模

3.5 算例及数据分析

3.6 本章小结

第四章 电动汽车参与电网调频容量优化及分配模型研究

4.1 引言

4.2 电网调频调度控制目标

4.3 控制中心对参与电网调频电动汽车的整体调度流程

4.4 电动汽车参与电网调频容量优化模型

4.5 电动汽车参与电网调频容量公平分配模型

4.6 仿真实验及其分析

4.7 本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果