[论文解读] EV Dispatch Control for Supplementary Frequency Regulation Considering the Expectation of EV Owners

Hui Liu, Junjian Qi+4 more|arXiv (Cornell University)|Aug 13, 2016

Electric Vehicles and Infrastructure参考文献 26被引用 9

一句话总结

本文提出了一种V2G控制策略，使电动汽车（EV）在尊重车主期望的电池荷电状态（SOC）水平的同时，能够提供补充频率调节服务。通过控制中心采用不确定的调度方式，并在充电站实施实时SOC校正，该方法确保了系统频率稳定与个体EV车主期望的双重满足，已在两区域电力系统上通过仿真得到验证。

ABSTRACT

Electric Vehicles (EVs) are promising to provide frequency regulation services due to their fast regulating characteristics. However, when EVs participate in Supplementary Frequency Regulation (SFR), it is challenging to simultaneously achieve the dispatch of the control center and the expected State of Charge (SOC) levels of EV batteries. To solve this problem, in this paper we propose a Vehicle-to-Grid (V2G) control strategy, in which an uncertain dispatch is implemented in the control center without detailed EV charging/discharging information. The regulation from the control center is achieved by allocating the regulation task within the frequency regulation capacity (FRC) of EVs. The expected SOC levels of EV batteries are guaranteed by a real-time correction of their scheduled V2G power in EV charging stations. Simulations on an interconnected two-area power system validate the effectiveness of the proposed V2G control in achieving both the frequency regulation and the expected SOC levels of EVs.

研究动机与目标

• 解决在尊重个体电动汽车车主期望电池SOC水平的前提下，协调电动汽车参与补充频率调节（SFR）的挑战。
• 开发一种控制策略，使有效频率调节成为可能，而无需依赖电动汽车的详细实时充放电数据。
• 通过充电站的实时校正，确保电动汽车电池的预期SOC水平得以维持。
• 在真实电力系统环境中验证所提方法，证明其在保障电网稳定性和用户满意度方面的有效性。

提出的方法

• 控制中心基于电动汽车的频率调节能力（FRC）采用不确定调度，避免依赖精确的单个电动汽车充放电数据。
• 在电动汽车的FRC范围内分配调节任务，以维持系统频率支持。
• 通过充电站的实时校正机制调整预定的V2G功率，使其与车主期望的SOC水平保持一致。
• 整合来自电动汽车充电站的动态反馈，以校正实际与期望SOC水平之间的偏差。
• 在两区域互联电力系统模型中实现控制策略，用于仿真验证。
• 应用优化技术，平衡系统调节需求与个体电池充电期望。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在缺乏对单个电动汽车充放电状态详细信息的情况下，有效调度电动汽车参与补充频率调节？
• RQ2 何种控制机制可确保电动汽车车主在参与电网调节期间其期望的电池SOC水平得以维持？
• RQ3 如何在尊重个体电动汽车车主操作偏好的同时，保持频率调节性能？
• RQ4 实时SOC校正对整体系统频率调节能力有何影响？
• RQ5 在多区域电力系统中，所提出的V2G策略在多大程度上可实现电网稳定与用户满意度的平衡？

主要发现

• 所提出的V2G控制策略在不确定电动汽车调度条件下，成功维持了两区域电力系统中的系统频率调节性能。
• 在充电站实施的实时SOC校正有效将实际电池充电水平与车主期望值对齐。
• 该方法在无需获取单个电动汽车实时充放电行为详细数据的情况下，实现了稳定的频率调节。
• 仿真结果证实，电网调节目标与用户对电池SOC的期望可同时满足。
• 该控制策略在真实互联电力系统环境中表现出鲁棒性与可扩展性。