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２０２４年３月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第２期１５４

ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０２．０１６

基于充放电裕度的电动汽车集群一次调频控制策略

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吴盛军，曹路，陈浩，丁浩寅，贾勇勇，朱鑫要

（１．国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏南京２１１１０３；

２．国家电网有限公司华东分部，上海２００１２０）

摘要：

针对未来电网一次调频资源不足的问题，文中提出一种基于充放电裕度的电动汽车集群虚拟储能参与电

网一次调频的自适应控制策略。首先，分析电动汽车的调控运行范围。其次，研究电动汽车集群参与电网一次调

频方法。考虑电动汽车充放电时间和电池荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）裕度，设计电动汽车充放电裕度指标。接

着，提出基于充放电裕度的自适应一次调频控制策略，优化电动汽车参与一次调频的下垂功率，从而兼顾电网一次

调频和电动汽车充放电需求。然后，通过定时更新方式评估电动汽车集群虚拟储能的一次调频能力，并提出一次

调频效果评价指标。最后，通过区域电网仿真案例分析，验证所提策略减少系统频率偏差和优化电动汽车一次调

频出力的有效性。

关键词：

电动汽车集群；虚拟储能；一次调频；下垂控制；自适应控制；充电计划

中图分类号：ＴＭ７６１文献标志码：Ａ文章编号：

２０９６３２０３（２０２４）０２０１５４０９

型。文献［１３］提出基于云边融合的规模化电动汽

０引言

车聚合参与电网调频服务的市场流程和调度架构，

近年来，我国能源结构处于加速构建清洁低预测、评估和修正电动汽车聚合调频能力。文献

碳、安全高效能源体系的战略转型期，电动汽车产［１４］考虑电动汽车中断退出风险，提出基于条件风

业进入高速发展阶段，清洁能源占发电能源比例不险价值的中断退出风险评估方法，建立计及中断退

断提高。风电、光伏等新能源发电大量接入电力系出风险的聚合商投标决策模型。文献［１５］针对电

统，但其出力具有天然的波动性和随机性，导致电动汽车聚合商参与电网调频的调度与用户结算问

力系统的调频资源需求提高，此外大规模新能源及题，提出结合日前电量／备用优化方法、实时功率分

区外直流来电替代传统发电机组，导致电网惯性和配、聚合商与用户收益分成机制。综上，电动汽车

［１２］

调频能力进一步减弱。一方面，电网调频资源集群参与调频研究主要集中在电动汽车聚合的调

不足的问题日益凸显，亟须增加新的调频资源。另频能力、调频市场决策和结算等技术经济层面，但

一方面，电动汽车规模快速增长，未来不仅可能会较少从电动汽车的充放电时间和电池荷电状态

成为电网中最大负荷之一，而且电动汽车停驶时间（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）裕度方面研究电动汽车集群

长、充电灵活性较强［３４］，大规模电动汽车集群可作参与电网一次调频控制方法。

为优质的可调节资源，参与电网调频的潜力巨大。目前，储能参与电网一次调频常规方法包括下

文中将电动汽车及其充放电系统视为分布式垂控制和虚拟惯性控制，已有较多学者展开研

储能资源，通过大量分布式储能聚合成为电动汽车［１６］