电动汽车并入含风电电力系统的有功功率控制

【摘要】：风电机组并网给电力系统的运行带来了难题,同时并网的电动汽车既是随机的负荷又是移动的储能元件,其充放电行为也会对电网的运行产生较大影响。如果能将电动汽车储能系统与风电进行协同调度,合理地控制储能充放电,不仅能够消除两者对电网运行的不良影响,还可以参与系统的有功功率控制。本文重点对电动汽车充放电系统的建模方法和电动汽车分别平抑风电输出功率波动和参与系统有功功率／频率控制的充放电功率参考值的计算方法进行了研究。 本文首先基于我国某实际电网,分析了在电网发生扰动的情况下,用同步发电机组代替风电机组并网运行的系统频率动态特性的变化情况；并分别研究了风电场受到阵风、渐变风和随机风扰动的情况和风电场在满发状态下因严重故障而退出运行的情况下对系统频率的影响。随后,建立了电动汽车充放电负荷模型,充电采用恒流恒压模式,放电采用恒流模式。在电动汽车充电时,提出了恒流阶段采用电流单环控制,达到电压设定值后自动切换为电压外环电流内环双闭环控制的充电控制策略。由于电动汽车需要在统一协调控制的状态下才能产生规模化效应,本文采用单台参数等值的电动汽车代替规模化的电动汽车进行仿真,研究了电动汽车参与系统有功功率频率控制的充放电功率的计算方法。电动汽车储能根据计算得到的充放电功率参考值控制双向DC/DC变换器实现电池充放电状态的切换。在Matlab/Simulink中建立了同时含有电动汽车和风电的电网等值系统,仿真分析了电动汽车储能参与系统调频的有效性。仿真结果表明,电动汽车储能系统能够减小系统频率偏差。 【关键词】：PSASP 频率动态分析 电动汽车 充放电控制策略 双向DC/DC变换器 系统频率控制
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;U469.72
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 引言11-12
• 1.2 课题研究现状12-19
• 1.2.1 储能系统在风电并网系统中的应用研究现状12-17
• 1.2.2 电动汽车充放电系统建模的研究现状17
• 1.2.3 电动汽车在风电并网系统中的应用研究现状17-19
• 1.3 本课题的研究意义19-20
• 1.4 本文的主要工作20-22
• 第2章 风电并网的电力系统频率动态分析22-30
• 2.1 我国某实际电网风电发展情况22
• 2.2 电网结构与风电场22-23
• 2.3 风电接入后系统频率动态特性分析23-25
• 2.3.1 系统频率的要求24
• 2.3.2 系统频率动态特性仿真分析24-25
• 2.4 风电场受阵风、渐变风和随机风扰动对系统频率的影响25-28
• 2.4.1 扰动设置25
• 2.4.2 阵风扰动的影响25-26
• 2.4.3 渐变风扰动的影响26-27
• 2.4.4 随机风扰动的影响27-28
• 2.5 风电场因故障退出运行对系统频率的影响28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 电动汽车充放电系统建模30-43
• 3.1 电动汽车充放电系统拓扑结构30-35
• 3.1.1 三相电压型PWM整流器30-33
• 3.1.2 向Buck-Boost变换器33-34
• 3.1.3 电动汽车充放电方法34-35
• 3.2 电动汽车充放电系统控制策略35-37
• 3.2.1 三相电压型PWM整流器控制策略35-36
• 3.2.2 双向DC/DC变换器充放电控制策略36-37
• 3.3 仿真算例分析37-41
• 3.3.1 仿真系统参数37
• 3.3.2 电动汽车充电控制仿真37-39
• 3.3.3 电动汽车放电控制仿真39-40
• 3.3.4 充电控制策略对比40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 电动汽车并入含风电电力系统的有功功率控制43-58
• 4.1 引言43
• 4.2 电动汽车等值43-49
• 4.2.1 等值参数43-45
• 4.2.2 电动汽车充电模式45-47
• 4.2.3 电动汽车放电模式47-49
• 4.3 电动汽车平抑风电功率波动49-53
• 4.3.1 风电场输出功率期望值的计算方法49-51
• 4.3.2 仿真算例51-53
• 4.4 电动汽车参与系统频率调节53-57
• 4.4.1 仿真系统参数55
• 4.4.2 仿真结果及分析55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 总结58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目66

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