[发明专利]一种电动汽车和热水器可控负荷协调频率控制系统及方法

说明书

本公开提供了一种电动汽车和热水器可控负荷协调频率控制系统及方法，将控制信号发送到热水器，无法被热水器覆盖的频率控制信号分量分别作为第一热水器频率控制信号分量和第二热水器频率控制信号分量，并输入到频率控制信号发生器中；将由于响应速度和频率控制信号容量而不能被频率控制信号发生器覆盖的分量分别作为第一电动汽车频率控制信号分量和第二电动汽车频率控制信号分量输入到电动汽车中，将电动汽车无法涵盖的频率控制信号分量输入到储能系统；本公开实现了一种新的基于电动汽车和热水器的协调负荷频率控制，能够有效地抑制大范围内集成可再生能源的电网中的频率波动，克服了在电网中存在着频率波动和配电电压突变等问题。

技术领域

本公开涉及柔性负荷协调频率控制技术领域，特别涉及一种电动汽车和热水器可控负荷协调频率控制系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

电网中存在着频率波动和配电电压突变等问题，采用储能系统是解决这些问题的有效途径之一。由于储能电池成本较高，将用户的用电设备通过电网需求响应控制来替代部分储能装置的应用引起了人们的广泛关注。

这种应用的典型例子是电动汽车和电网互动技术(Vehicle-to-grid,V2G)，包含多台电动汽车(Electric Vehicle,EV)与电网之间的充电和放电控制的概念。有研究人员将V2G应用于负荷频率控制(Load frequency control,LFC)，基于动态电网仿真对电网频率波动进行了评估。也有研究人员提出一种基于电动汽车的自动发电控制(Automaticgeneration control,AGC)方法，分析了电动汽车参与电网调频特性。

本公开发明人发现，尽管现有技术中已经对电动汽车或其他可控负荷的频率调节进行了研究，但均没有解决如何对整个电网进行LFC信号的调度问题。本发明提出了一种不仅可以跟踪电动车，还可以跟踪其他可控负荷的控制信号的方法。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种电动汽车和热水器可控负荷协调频率控制系统及方法，实现了基于电动汽车和热水器的协调负荷频率控制，能够有效地抑制大范围内集成分布式电源的电网中的频率波动，克服了在电网中存在着频率波动和配电电压突变等问题。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种电动汽车和热水器可控负荷协调频率控制系统。

一种电动汽车和热水器可控负荷协调频率控制系统，包括中央负荷调度终端和多个本地控制终端，本地控制终端控制协调多台电动汽车和多个热水器，中央负荷调度终端通过双向通信网络与电动汽车和热水器之间进行信息交换；

建立电动汽车和热水器协调频率控制系统模型、电动汽车调度模型和热水器调度模型，根据响应速度和可控容量将负荷频率控制信号发送给负荷频率控制信号发生器、储能系统、电动汽车和热水器，具体为：

将控制信号发送到热水器，无法被热水器覆盖的频率控制信号分量分别作为第一热水器频率控制信号分量和第二热水器频率控制信号分量，并输入到频率控制信号发生器中；

将受限于响应速度和频率控制信号容量而不能被频率控制信号发生器覆盖的分量分别作为第一电动汽车频率控制信号分量和第二电动汽车频率控制信号分量输入到电动汽车中，将电动汽车无法涵盖的频率控制信号分量输入到储能系统。

作为可能的一些实现方式，所述第一热水器频率控制信号分量通过时间常数T_hpc和T_im的高通滤波器提取，具体的高通滤波器的表达式为：

作为可能的一些实现方式，所述第一电动汽车频率控制信号分量由时间常数T_H1＝5(s)的高通滤波器提取，具体的高通滤波器的表达式为：