基于分布式控制的电动汽车辅助调频策略研究

发布时间：2025-05-13 03:14

　　近几年,我国可再生能源的装机容量不断提高,但其发电能力受环境影响较大,极易造成电网的功率不平衡,导致电网频率发生偏移。近年来我国电动汽车产业发展迅速,电动汽车的保有量快速增加,利用电动汽车源荷二重特性参与电网调频辅助服务可以降低系统的运行成本、抑制电网频率波动和提高系统的稳定性。现有的电动汽车辅助调频策略将电动等效成为一个调频电源,没有考虑在调频过程中各电动汽车集群之间的协同控制,且未能考虑各电动汽车集群的调频容量对电网调频效果的影响。针对上述问题,本文将研究基于分布式控制的电动汽车参与电网的一次、二次调频策略,来实现各电动汽车集群之间的协同控制,充分发挥电动汽车整体的调频能力。本文的主要工作如下: 首先,深入分析了电网的调频机理,对电力系统调频过程中各个环节进行分析,通过数学推导建立了互联电网的频率调节控制模型。分析了电动汽车参与电网调频的分散式控制、集中式控制、分层式控制等三种控制框架,并总结了每种控制框架的优缺点及其适用场景。 其次,建立了电动汽车参与一次调频的虚拟下垂控制模型。针对电动汽车参与一次调频采用固定下垂系数或自适应下垂系数,无法充分发挥电动汽车整体调频能力的问题,本文提...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电动汽车参与调频可行性与经济性研究现状
        1.2.2 电动汽车参与调频建模研究现状
        1.2.3 电动汽车参与调频策略研究现状
    1.3 本文主要研究内容及章节安排
2 电力系统调频原理与电动汽车控制的模型与框架
    2.1 电力系统的调频原理
        2.1.1 电力系统的一次调频
        2.1.2 电力系统的二次调频
    2.2 互联电网的数学模型
        2.2.1 发电机-负荷模型
        2.2.2 原动机调速器模型
        2.2.3 联络线模型
    2.3 电动汽车参与电力系统调频架构分析
        2.3.1 分散式控制框架
        2.3.2 集中式控制框架
        2.3.3 分层式控制框架
    2.4 本章小结
3 基于一阶一致性算法的电动汽车集群一次调频策略
    3.1 电动汽车参与一次调频的控制模型
        3.1.1 虚拟下垂控制
        3.1.2 电动汽车一次调频下垂系数设计
        3.1.3 电动汽车参与电力系统一次调频仿真分析
    3.2 一阶多智能体一致性算法
        3.2.1 多智能体系统的图论
        3.2.2 一阶一致性算法
    3.3 考虑电动汽车调频容量使用比例一致性的一次调频策略
        3.3.1 电动汽车一次调频分布式控制模型
        3.3.2 电动汽车一次调频控制策略
    3.4 仿真算例
        3.4.1 仿真算例 1：调频机组有足够的发电能力
        3.4.2 仿真算例 2：调频机组的发电能力有限
    3.5 本章小结
4 考虑电动汽车集群协同控制的二次调频策略
    4.1 电动汽车参与二次调频控制模型
    4.2 含领导体的二阶多智能体一致性算法
        4.2.1 二阶多智能体系统
        4.2.2 含领导体的二阶多智能体系统
    4.3 考虑电动汽车SOC一致性的二次调频策略
        4.3.1 区域控制中心调频功率分配策略
        4.3.2 电动汽车SOC一致性控制策略
    4.4 仿真算例
        4.4.1 仿真系统模型和参数
        4.4.2 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献



本文编号：4045652