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面对全球性的碳排放问题和能源结构危机,以电动汽车为代表的清洁能源汽车和风能、光能等可再生能源的发展得到了各国的重视。电动汽车和可再生能源机组通常以微电网的形式集成后接入电网,但微电网规模小、等效惯性低,传统调频方式难以维持其频率稳定性。因此,研究微电网内部各类分布式资源自主参与调频的控制方式及其协同策略具有重要意义。
本文首先从单类分布式资源的自主调频方式出发,研究了计及需求充电负荷优化的电动汽车集群分布式调频控制策略,以及适用于全区间连续变化风速的风电机组调频模型,并初步提出了电动汽车和风电机组的协同调频策略;然后针对多种分布式资源协同参与调频,通过虚拟同步机技术的应用,设计了基于系数自适应调整的虚拟同步机协同调频策略。本文的主要研究内容如下:
提出了计及需求充电负荷优化的电动汽车集群分布式调频控制策略,以最小化系统负荷方差为目标对并网电动汽车的充电计划进行优化,并构建了基于分布式排序的电动汽车集群分层控制框架。仿真结果表明所提出的电动汽车集群调频控制策略能够在保证系统调频效果的基础上,减轻参与调频后大规模电动汽车为满足行驶需求而产生的充电负荷对电网造成的供电压力,且分布式控制框架比传统的集中式控制更适用于电动汽车集群的调频控制。
建立了适用于全区间连续变化风速情形的风电机组调频模型,包括以获得调频备用容量为目的的减载运行策略,以及充分结合转子转速和桨距角控制的双向调频模型,同时提出了考虑风机经济性和车主需求的风电机组和电动汽车协同调频策略。仿真结果表明,风电机组能够通过所提出的调频模型在全风速区间内的连续变化风速下有效地抑制频率偏移,并且电动汽车集群能够作为附加储能系统对风电机组的调频起到一定的辅助作用。
设计了基于自适应调整的虚拟同步机协同调频策略,通过对虚拟同步机二次调频系数的自适应调整实现了系统调频任务的合理分配,并提出了基于调频备用容量日前预测的传统机组辅助调频策略。仿真结果表明基于所提出的协同调频策略,通过传统机组的辅助,电动汽车、风电机组和光伏机组能够作为虚拟同步机在无通信条件下自适应调整自身调频任务与备用容量成比例并取得良好的调频效果,增强了控制可靠性并提升了调频资源的利用率。
本文首先从单类分布式资源的自主调频方式出发,研究了计及需求充电负荷优化的电动汽车集群分布式调频控制策略,以及适用于全区间连续变化风速的风电机组调频模型,并初步提出了电动汽车和风电机组的协同调频策略;然后针对多种分布式资源协同参与调频,通过虚拟同步机技术的应用,设计了基于系数自适应调整的虚拟同步机协同调频策略。本文的主要研究内容如下:
提出了计及需求充电负荷优化的电动汽车集群分布式调频控制策略,以最小化系统负荷方差为目标对并网电动汽车的充电计划进行优化,并构建了基于分布式排序的电动汽车集群分层控制框架。仿真结果表明所提出的电动汽车集群调频控制策略能够在保证系统调频效果的基础上,减轻参与调频后大规模电动汽车为满足行驶需求而产生的充电负荷对电网造成的供电压力,且分布式控制框架比传统的集中式控制更适用于电动汽车集群的调频控制。
建立了适用于全区间连续变化风速情形的风电机组调频模型,包括以获得调频备用容量为目的的减载运行策略,以及充分结合转子转速和桨距角控制的双向调频模型,同时提出了考虑风机经济性和车主需求的风电机组和电动汽车协同调频策略。仿真结果表明,风电机组能够通过所提出的调频模型在全风速区间内的连续变化风速下有效地抑制频率偏移,并且电动汽车集群能够作为附加储能系统对风电机组的调频起到一定的辅助作用。
设计了基于自适应调整的虚拟同步机协同调频策略,通过对虚拟同步机二次调频系数的自适应调整实现了系统调频任务的合理分配,并提出了基于调频备用容量日前预测的传统机组辅助调频策略。仿真结果表明基于所提出的协同调频策略,通过传统机组的辅助,电动汽车、风电机组和光伏机组能够作为虚拟同步机在无通信条件下自适应调整自身调频任务与备用容量成比例并取得良好的调频效果,增强了控制可靠性并提升了调频资源的利用率。