关键词：电动汽车;;超级电容;;电池;;一次调频;;虚拟惯量;;下垂控制
摘 要：在电力市场及产业结构变革、波动性新能源大规模并网等因素的冲击下,寻求新的电网调频手段成为了亟待解决的问题。同时,电动汽车的发展与规模的扩大及其移动储能特性为电动汽车参与电网调频等辅助服务提供了可行性。超级电容与电池作为两种不同的电动汽车能量源相较于常规机组均有响应速度快的特点,均可以高效的参与到电网调频等辅助服务当中。但超级电容较低的能量密度,频繁充放电对电池寿命的影响使得二者均有自身的局限性。因此,在分析电动汽车参加电网调频对电网和电动汽车双侧影响的基础上,制定合理的电动汽车参加电网调频策略和控制方法,充分发挥不同种电动汽车能量源的特长,才能实现电网与电动汽车侧的双赢。首先,本文从超级电容及电池工作原理入手,结合电动汽车行驶要求,考虑超级电容与电池单体串并联关系,建立了用于电网调频分析的电动汽车能量源模型。同时,基于电网调频机制和原理,建立了用于调频分析的单区域电力系统模型。其次,本文分析了风电功率多时间尺度波动特性,采用经验模态分解的方法,对不同时间尺度的风电功率进行了分解和重构。分析了超级电容及电池能量源吸收不同时间尺度风电功率的能力,计算了该过程中超级电容及电池能量源的折旧系数。再次,本文通过仿真,分析了电动汽车能量源参与电网调频过程,验证了电动汽车能量源参与电力系统调频的可行性和优越性。通过分析电池及超级电容在电网调频过程中的动态特性及响应特点,制定了针对不同时间尺度频率偏差的电网调频策略。通过计算该过程中电动汽车能量源的折旧系数,指导电网对电动汽车用户进行经济性补偿。同时,本文分析了电动汽车能量源在不同控制方法及不同工况下,参与电网调频的过程及效果。对比分析了虚拟惯量控制、下垂控制及其共同作用下,电动汽车能量源对大扰动下电网频率的稳定效果。
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