Plug-In Hybrid Electric Vehicle’s Impact on Primary and Secondary Frequency Regulation

Abstract

Plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), while they are plugged-in, support the grid a distributed storage. With the advent of smart grid along with the developed communications related with it, PHEV could contribute to ancillary services such as frequency adjustment. An excellent service for PHEV is frequency regulation supply as the duration of supply is short. Moreover, with regard to the fact that frequency regulation is the highest priced ancillary service, the owners of vehicles benefit from PHEV financially. A reliable frequency measurements can be achieved by the coordinators of the system that can drive the trustworthy local automatic generation control (AGC) signals for vehicles which are participating in vehicle-to-grid (V2G) operation. A V2G controller as well as PHEV coordinator are extra controllers which estimate the battery state, recommended level of supply, and user preferences for V2G participation. The simulation part uses three sequences of cases for regulation supply when a sudden change in loading is detected: Providing frequency regulation using central generating units, using aggregate PHEVs storage as a contribution to primary regulation, and finally utilizing the storage as a contribution to primary as well as secondary regulation. Keywords: Plug-In Hybrid Electric Vehicle, Frequency Regulation, Automatic Generation Control, Area Control Error.

ÖZ: Şarj edilebilir hibrid elektrikli araçlar (PHEV) küçük çapta dağıtılmış enerji deposu olarak kullanılabilir. İlgili iletişim ve ölçüm sistemleriyle akıllı şebekenin gelişmesiyle PHEV frekans kontrolu için yardımcı kaynak görevi yapabilir. Frekans kontrolu, dakikalarla ölçülen kısa bir süreç olduğundan PHEV için ideal bir görev alanıdır. Frekans düzenlemesinin en pahalı yan servis olduğu bir piyasada araç sahipleri için de bir mali kazanç sağlamaktadır. Bu sistemde, üst katmanlarda yer alan ve güvenilir frekans ölçümlerine erişimi olan PHEV koordinatörü vardır. Bunun görevi V2G’ye katkı yapan araçlara yerel olan bir otomatik üretim artır/azalt kontrol işareti göndermektir. Her araçta ise, akü durumu, tavsiye edilen tedarik seviyesi ve kullanıcı tercihlerini dikkate alarak düzenleme tedarik kararları veren bir V2G denetleyicisi bulunmaktadır. Sistemin, yükte ani değişim ile üç durum için benzetimleri yapılmıştır: Merkezi üretim birimlerini kullanarak frekans düzenlemesi; PHEVyi birincil düzenlemeye (hız idarecisi kontrolu) katkı yapması durumunda; PHEVnin, kontrol işaretinde fazladan bir integral terimi bulunmak suretiyle, birincil ve ikincil düzenlemeye katkı yapması durumunda. Anahtar sözcükler: Şarj-edilebilir hybrid elektrikli araçlar, Frekans düzenlemesi, Otomatik Üretim Kontrolu, Alan Kontrol Hatası.