[发明专利]一种含电动汽车的混合电力系统的频率控制方法和装置

说明书

本发明涉及一种含电动汽车的混合电力系统的频率控制方法和装置，所述混合电力系统中包括电动汽车，所述方法基于预建立的智能滑模控制器，采用电动汽车辅助调频控制策略控制所述混合电力系统的频率。与现有技术相比，本发明对混合电力系统的不确定性和干扰具有鲁棒性，具有准确性高和响应速度快等优点。

技术领域

本发明涉及混合电力系统频率控制策略设计技术领域，尤其是涉及含电动汽 车的混合电力系统的频率控制方法和装置。

背景技术

伴随着经济的增长，环境保护引起了现代社会的极大关注，可再生能源以其清洁、安全、永续的特点，在各国能源战略中的地位不断提高。分布式新能源发电、 智能负荷、集成电动汽车(EV)和其他尖端技术已经实质上提高了智能电网的性 能。风能作为一种清洁可再生能源具有成本较低、技术较成熟、可靠性较高、产业 化基础较好等优点，受到了国内外专家和学者的广泛关注，在世界范围内得到了快 速发展。然而，风力发电在很大程度上依赖于天气、地理等自然环境因素。尽管智 能电网有着巨大的潜力，与传统电力系统相比具有节能、低污染等优点，但其稳定 性比电网更具挑战性，尤其是在孤岛运行模式下运行以及当含大规模风电的电网发 生冲击性负荷扰动时。传统电源的调频容量及响应速度将难以满足调频的需求，如 果频率偏差不能及时有效消除，可能会导致一系列严重的问题，甚至损害智能电网 的稳定性和安全性。因此，频率控制已成为发展智能电网的重要挑战之一，智能电 网的频率控制器有望在电力消耗与发电功率不匹配时快速消除频率振荡。

在传统的频率控制设计中，电力系统的模型被近似为一个运行点附近的线性模型，而没有发电机的动态特性。比例-积分-微分(PID)控制在过去几年被用作典 型的频率控制方法。近年来，针对这一问题国内外学者们不断地将PI控制、模糊 控制、神经网络、自适应控制和滑模算法等先进控制理论应用于系统负荷频率控制 中。在这些方法中，滑模控制(SMC)被认为是一种有效的方法，因为它具有良 好的理论基础，对干扰不敏感性。

随着储能系统技术的进步和V2G技术的迅速发展，越来越多的新型储能系统 接入电网中，电动汽车也已经被视为可控负载和分布式存储设备。储能系统具有响 应速度快、控制灵活、运行稳定等优点。相比火力发电机组，储能资源具有较快的 功率调节速度，能够对系统的频率变化做出快速的响应，适合参与电力系统的频率 调节。在许多研究中，电动汽车已被集成到主电网中，以提供频率调节的可行性。 因此，利用大规模储能电源参与电网调频，已受业界广泛关注。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种含电动汽车 的混合电力系统的频率控制方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种含电动汽车的混合电力系统的频率控制方法，所述混合电力系统中包括电动汽车，所述方法基于预建立的智能滑模控制器，采用电动汽车辅助调频控制策略 控制所述混合电力系统的频率。

进一步地，所述智能滑模控制器满足如下方程：

式中，u(t)为智能滑模控制器的控制信号，β为第一设计参数，β＞0，设置β使 得y(t)和βu(t)具有相同的数量级，为F(t)的估计值，y(t)为混合 电力系统的输出信号，y*(t)为混合电力系统所需的参考输出信号，e(t)为混合电力 系统的跟踪误差，T为第二设计参数，T＞0，e_estmax为第三设计参数，用于估计误差 最大值，η为智能滑模控制器的收敛因子，为常数，η＞0，η根据等式|s(t)|η＞2Te_estmax设置，s(t)为滑动面函数，ε为边界层厚度，ε＞0。

进一步地，所述电动汽车辅助调频控制策略包括以下步骤：

1)若T_r＞T，在电动汽车接入时间内，只作充电计划；