電動(dòng)汽車換電站儲(chǔ)能系統(tǒng)微電網(wǎng)運(yùn)行控制策略研究.pdf

1、隨著電動(dòng)汽車的不斷普及與推廣，電動(dòng)汽車換電站作為其動(dòng)力電池供應(yīng)的主要方式之一，也得到快速發(fā)展與重視。為了緩解城市配電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差，電力系統(tǒng)需要對電動(dòng)汽車換電站實(shí)施有序的充電，避免配電網(wǎng)受到更為嚴(yán)重的負(fù)荷波動(dòng);同時(shí)，還需要建設(shè)分布式的儲(chǔ)能站，對配電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)峰和有效的潮流控制、降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損和減輕配電網(wǎng)的增容壓力。因此，分布于城市各個(gè)角落的電動(dòng)汽車換電站除了扮演電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的供應(yīng)者角色外，若還能充當(dāng)分布式儲(chǔ)能站和應(yīng)急儲(chǔ)備電源，必將大

2、幅度降低儲(chǔ)能站的投資成本，有利于城市土地資源的節(jié)約和電池的梯級利用。在發(fā)揮電動(dòng)汽車換電站的多重角色時(shí)，每個(gè)換電站相當(dāng)于一個(gè)小型的儲(chǔ)能站，既能與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行、有序充電，又能夠獨(dú)立供電，構(gòu)成了一個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)。微電網(wǎng)可以有效改善系統(tǒng)的供電效率和實(shí)現(xiàn)換電站的功能最大化，為達(dá)到這一目標(biāo)，本文主要開展了如下研究工作:
　　(1)結(jié)合分布式電源的特點(diǎn)與微電網(wǎng)運(yùn)行模式的要求，分析了微電網(wǎng)的整體控制策略，重點(diǎn)對主從控制、對等控制及分層控制策略進(jìn)行了

3、說明;詳細(xì)分析了恒功率控制(PQ控制)、下垂控制、倒下垂控制及恒壓恒頻控制(V/f控制)等控制策略的原理及適合的范圍和條件。
　　(2)換電站微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，面臨負(fù)荷的頻繁并入和切除，易導(dǎo)致逆變器輸出電壓幅值和頻率的波動(dòng)。針對傳統(tǒng)下垂控制法在輸出頻率和控制電壓方面存在的不足，本文提出了一種動(dòng)態(tài)自調(diào)節(jié)的下垂控制策略，該方法通過不斷修正逆變器的P-E&Q-f曲線位置，使負(fù)載發(fā)生突變時(shí)電壓和頻率的波動(dòng)維持在很小的閾值內(nèi)，并使系統(tǒng)達(dá)到新

4、的穩(wěn)定狀態(tài);建立了某一換電站微電網(wǎng)孤島運(yùn)行的仿真模型，對比分析傳統(tǒng)和改進(jìn)下垂控制策略條件下系統(tǒng)頻率、電壓及電流的變化特性，結(jié)果表明:動(dòng)態(tài)自調(diào)節(jié)下垂控制法能有效抑制系統(tǒng)因負(fù)載突變而引發(fā)的輸出電壓和頻率的波動(dòng)，有利于提高換電站微電網(wǎng)孤島運(yùn)行的穩(wěn)定性。
　　(3)換電站并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，本文設(shè)計(jì)了并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng);在此基礎(chǔ)上，對由單個(gè)微電源換電站構(gòu)成的微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了并網(wǎng)運(yùn)行控制，結(jié)果表明:采用恒功率控制時(shí)，輸出的功率能夠平穩(wěn)地追隨參考功