一种面向智能电网的电动汽车入网一次调频控制方法

摘要

本发明公开了一种面向智能电网的电动汽车入网一次调频控制方法，其步骤包括：检测电动汽车是否接入电网；交互接口获取电动汽车电池初始荷电状态、用户充电需求和期望离开时间；“V2G控制”模块判断电动汽车是否需要进行能量补给；如需要，在“V2G控制”模块中，控制策略由计划充电和频率下垂控制组成；制定计划充电控制方案；同时，制定频率下垂控制方案；如果电池能量小于期望荷电状态，继续进行能量补给；否则，进行第六步骤；如无需进行能量补给，在“V2G控制”模块中，实现电网频率自适应下垂控制。本发明利用电动汽车快速调节与响应特性，运用数学建模方法，在满足电动汽车用户用车需求的同时，抑制电网频率波动，提高电网频率质量。

主权项

一种面向智能电网的电动汽车入网一次调频控制方法，其特征是维持电池荷电状态的频率自适应下垂控制逻辑；当电网频率偏移超过规定死区时，自适应下垂控制器根据电网频率偏移信息，自动校正电动汽车充/放电功率，发布控制命令，通过充/放电机，对电动汽车进行充/放电控制；该方法包含以下步骤：步骤1：检测电动汽车是否接入电网，如果接入电网则执行步骤2，否则电动汽车离开/未接入电网，不能参与电网频率调节；步骤2：交互接口通过车载终端，获取电动汽车电池初始荷电状态、用户充电需求和期望离开时间；步骤3：基于车载终端上传的用户充电需求数据，交互接口的“V2G控制”模块判断电动汽车是否需求进行能量补给；步骤4：如果用户电池需要进行能量补给，在“V2G控制”模块中，控制策略由计划充电和频率下垂控制组成；根据用户充电需求和期望离开时间，以及车载终端上传的电池实时荷电状态，制定计划充电控制方案；同时，基于“频率检测”模块实时上传的电网频率偏移信息，制定频率下垂控制方案，抑制电网频率波动；步骤5：如果电池荷电状态小于期望荷电状态，电动汽车继续进行能量补给，重复步骤4；否则，如果电池荷电状态达到期望荷电状态，进行步骤6；步骤6：如果电动汽车电池无需进行能量补给，在“V2G控制”模块中，基于车载终端上传的实时电池荷电状态，提出自适应下垂系统计算方法，并结合“频率检测”模块实时上传的电网频率偏移信息，控制“充/放电机”，对电动汽车进行充/放电控制，实现电网频率自适应下垂控制；步骤7：执行步骤1，判断电动汽车用户是否离开电网；所述自适应下垂控制器的控制方法如下：当${\mathrm{SOC}}_{i,k}\le {\mathrm{SOC}}_i^{\min }$时：$\left\{\begin{array}{c}{K}_{i,k}^c=K_{max}\\ K_{i,k}^d=0\end{array}\right.$当${\mathrm{SOC}}_{i,k}\ge {\mathrm{SOC}}_i^{\max }$时：$\left\{\begin{array}{c}{K}_{i,k}^c=0\\ K_{i,k}^d=K_{max}\end{array}\right.$当${\mathrm{SOC}}_i^{\min }<{\mathrm{SOC}}_{i,k}\le {\mathrm{SOC}}_i^e$时：$\left\{\begin{array}{c}{K}_{i,k}^c=\frac{1}{2}{K}_{\max }\left(1+\sqrt{1-{\left(\frac{{\mathrm{SOC}}_{i,k}-{\mathrm{SOC}}_i^{\min }}{{\mathrm{SOC}}_i^e-{\mathrm{SOC}}_i^{\min }}\right)}^2}\right)\\ K_{i,k}^d=\frac{1}{2}{K}_{\max }\left(1-\sqrt{1-{\left(\frac{{\mathrm{SOC}}_{i,k}-{\mathrm{SOC}}_i^{\min }}{{\mathrm{SOC}}_i^e-{\mathrm{SOC}}_i^{\min }}\right)}^2}\right)\end{array}\right.$当${\mathrm{SOC}}_i^e<{\mathrm{SOC}}_{i,k}<{\mathrm{SOC}}_i^{\max }$时：$\left\{\begin{array}{c}{K}_{i,k}^c=\frac{1}{2}{K}_{\max }\left(1-\sqrt{1-{\left(\frac{{\mathrm{SOC}}_{i,k}-{\mathrm{SOC}}_i^{\max }}{{\mathrm{SOC}}_i^e-{\mathrm{SOC}}_i^{\max }}\right)}^2}\right)\\ K_{i,k}^d=\frac{1}{2}{K}_{\max }\left(1+\sqrt{1-{\left(\frac{{\mathrm{SOC}}_{i,k}-{\mathrm{SOC}}_i^{\max }}{{\mathrm{SOC}}_i^e-{\mathrm{SOC}}_i^{\max }}\right)}^2}\right)\end{array}\right.$在上述公式中：SOC_i,k为第k时刻电动汽车电池的荷电状态；为电动汽车允许最小荷电状态；为电动汽车允许最大荷电状态；为用户期望荷电状态；K_max为最大充/放电下垂系数；P_max为电动汽车最大充/放电功率；为第k时刻充电下垂系数；第k时刻放电下垂系数。