【摘 要】
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随着可再生能源发电在电力系统中所占比例的不断上升,可再生能源发电出力具有的间歇性、不稳定性特点,易造成系统频率波动。考虑到传统频率调节手段成本较高,且调节容量有限,可利用可控负荷参与需求侧响应的方式来辅助系统频率控制。电动汽车在电力系统中可以视为储能设备,通过优化其充放电过程可实现与电力系统的友好互动;温控负荷可在用户温度舒适度约束范围内调整工作状态,改变其功率需求,通过调节也可用于支撑电网的优化
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随着可再生能源发电在电力系统中所占比例的不断上升,可再生能源发电出力具有的间歇性、不稳定性特点,易造成系统频率波动。考虑到传统频率调节手段成本较高,且调节容量有限,可利用可控负荷参与需求侧响应的方式来辅助系统频率控制。电动汽车在电力系统中可以视为储能设备,通过优化其充放电过程可实现与电力系统的友好互动;温控负荷可在用户温度舒适度约束范围内调整工作状态,改变其功率需求,通过调节也可用于支撑电网的优化运行。本文针对基于电动汽车与温控负荷的电力系统频率协调控制策略进行了研究,主要工作如下:
1)针对电动汽车的用户需求与出行特性,提出一种基于电动汽车响应优先级的系统频率控制策略。应用单体电动汽车充电模型描述汽车电池的充放电过程,进而考虑用户出行特征及电池充放电约束来确定电动汽车可控域,给出电动汽车集群的频率调节架构,最后根据电动汽车在可控域内的位置计算其频率控制参数,确定电动汽车的响应优先级。所提出的控制策略,能够改变电动汽车充电状态以满足调频需求,进而抑制频率波动。
2)根据以热泵为代表的温控负荷的热动态过程,提出一种基于温控负荷状态切换顺序的系统频率控制策略。应用等值热力学参数模型描述热泵温度变化过程,构建可控域并基于此确立了温控负荷的频率调节架构,通过频率控制参数确定热泵的状态切换顺序。所提出的频率控制策略能够调节热泵集群的负荷总功率,为系统提供频率调节服务。
3)考虑到采用单一可控负荷参与系统频率控制一般容量有限,且易出现频率二次扰动等问题,提出了基于电动汽车与温控负荷的频率协调控制策略。引入集群状态参数来描述电动汽车集群和温控负荷集群的可用响应容量,频率协调控制策略根据可控负荷的集群状态参数以及频率调节能力,在电动汽车和温控负荷之间协调分配调频功率。两个可控负荷集群同时改变电动汽车与温控负荷工作状态,来共同抑制频率波动。
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