[发明专利]一种基于稳定经济模型预测控制的电动汽车辅助传统机组联合调频控制方法有效

专利信息
申请号: 202110922864.9 申请日: 2021-08-10
公开(公告)号: CN113690950B 公开(公告)日: 2023-03-24
发明(设计)人: 余洋;张瑞丰 申请(专利权)人: 华北电力大学(保定)
主分类号: H02J3/48 分类号: H02J3/48;H02J3/32;H02J3/00;G06Q10/0631;G06Q50/06
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 071003 河北*** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 稳定 经济 模型 预测 控制 电动汽车 辅助 传统 机组 联合 调频 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于稳定经济模型预测控制的电动汽车辅助传统机组联合调频控制方法,发明的技术方案步骤包括:首先,设计电动汽车‑传统机组的联合调频控制架构,推导频率协调优化控制模型;接着,以最小化调节成本为目标,实现各调频资源间的经济功率分配,求解稳态经济最优点;最后,以稳定经济最优点为跟踪目标,设计基于频率协调优化控制模型的稳定经济模型预测控制策略。本发明提出了基于稳定经济模型预测控制的双模态电动汽车联合调频控制策略,该控制策略可以充分发挥电动汽车的储能特性,改善系统频率调节性能,而且可在保证系统频率稳定的前提下进一步提高系统动态过程经济性。

技术领域

本发明涉及电力系统需求响应及系统频率调节领域,涉及电动汽车参与调频的控制方法,特别是一种基于稳定经济模型预测控制的电动汽车辅助传统机组联合调频控制方法。

技术背景

火电机组是当前电力系统调频的主力,不过火电机组调节速度相对较慢,很难快速抑制规模化新能源出力高随机性和强波动性造成的频率偏差。而许多研究已表明,集群电动汽车是一类优质的调频资源,其参与调频具有响应速度快、调节潜力大、耗能低、灵活性高以及经济环保等诸多优势。借助车电互联技术,充分利用EV电池的储能和快速响应特性,合理调控集群电动汽车充、放电行为,已成为缓解新能源电力系统中电网调频压力的新途径。

电动汽车是一种可调度潜力巨大的需求响应资源,具有良好的电池储能特性,合理调控集群电动汽车不仅可以改善系统频率调节效果,还可以提高系统整体的运行经济性。目前已有很多关于集群电动车参与调频的控制算法,但这些算法难以同时兼顾系统频率调节的性能和经济性,且忽略了调节动态过程经济性。因此,建立一种兼顾系统频率稳定性与调控经济性的集群电动汽车辅助火电机组联合调频控制策略,对实现电动汽车参与需求响应具有重要指导意义。

发明内容

本发明目的在于提出一种集群电动汽车辅助火电机组联合调频控制策略。本发明设计了电动汽车和传统机组的联合调频控制架构,推导并建立了电动汽车-电网频率协调优化控制模型;提出了基于稳定经济模型预测控制的双模态联合调频控制策略,借助两种模态,在更大范围内兼顾系统频率稳定和调控经济性,在保证系统频率稳定的前提下进一步提高了调频动态过程中的经济性。

本发明采用技术方案:建立一种基于稳定经济模型预测控制的电动汽车辅助传统机组联合调频控制方法,其包括步骤:

(1)设计集群电动汽车辅助传统机组的联合调频控制架构,推导频率协调优化控制模型;

(2)以最小化频率调节成本为目标,实现各调频资源间的经济功率分配,求解稳态经济最优点;

(3)以稳定经济最优点为跟踪目标,设计基于频率协调优化控制模型的稳定经济模型预测控制策略,该策略主要包括:模型预测、综合性能指标优化、辅助控制器设计以及双模态运行四个关键过程。

具体的,所述步骤(1)中,电动汽车辅助传统机组的联合调频控制架构描述如下:

以典型的两区域互联系统为例,建立电动汽车辅助传统机组的频率协调优化控制系统,该系统由火电机组模型、负荷频率模型、联络线功率及区域控制偏差模型和电动汽车调频单元组成。两区域各设置一台传统火电调频机组,电动汽车调频单元配置在区域1中。其中,Δfi、ΔPLi分别表示区域i的频率偏差和负荷扰动;Δugi、Δuev分别表示传统机组i和电动汽车的控制指令;ΔPgi、ΔPmi、ΔPev和ΔPtie分别表示调速器i阀门偏差量、火电机组i出力偏差量、集群电动汽车出力偏差量和联络线功率偏差;ACEi则表示区域i的区域控制偏差。

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