Spectral Feature and Stability Assessment for Cyber-Energy System with Frequency Regulation of Electric Vehicle Cluster

Yimei ZHANG; Chaoyu DONG; Xiaohong DONG; Qian XIAO; Mingdong ZHANG; Hongjie JIA

doi:10.7500/AEPS20200428005

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Spectral Feature and Stability Assessment for Cyber-Energy System with Frequency Regulation of Electric Vehicle Cluster

Cyber Energy Systems | 更新时间：2025-06-16

- Spectral Feature and Stability Assessment for Cyber-Energy System with Frequency Regulation of Electric Vehicle Cluster
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 2, Pages: 12-20(2021)
- 作者机构：
  
  1.智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津市 300072
  2.河北工业大学人工智能与数据科学学院，天津市300130
  3.天津大学智能与计算学部，天津市 300072
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China;Hebei Provincial Natural Science Foundation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200428005
  CLC：
- Received：28 April 2020，
  
  Revised：2020-08-19，
  
  Published Online：22 September 2020，
  
  Published：25 January 2021
- 稿件说明：
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张一媚,董朝宇,董晓红等.含电动汽车集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估[J].电力系统自动化,2021,45(2):12-20.

ZHANG Yimei,DONG Chaoyu,DONG Xiaohong,et al.Spectral Feature and Stability Assessment for Cyber-Energy System with Frequency Regulation of Electric Vehicle Cluster[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):12-20.
张一媚,董朝宇,董晓红等.含电动汽车集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估[J].电力系统自动化,2021,45(2):12-20. DOI： 10.7500/AEPS20200428005.

ZHANG Yimei,DONG Chaoyu,DONG Xiaohong,et al.Spectral Feature and Stability Assessment for Cyber-Energy System with Frequency Regulation of Electric Vehicle Cluster[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(2):12-20. DOI： 10.7500/AEPS20200428005.

摘要

文中研究电动汽车（EV）集群参与调频的信息能源系统稳定性，提出了一种含EV集群调频的信息能源系统谱特征和稳定性评估方法。首先，考虑电力系统（物理）和通信（信息）环节，建立包含EV集群参与调频的信息能源系统分析模型；其次，利用无穷小算子变换技术，将含物理-信息环节的调频系统谱转换成无穷小算子的谱，消除难以处理的超越项。基于用户需求，综合考虑准确度与速度指标，选择切比雪夫离散化方案对无穷小算子进行离散化，进而生成有限维近似矩阵，通过近似矩阵特征值的求解和牛顿迭代校正，得到调频系统临界特征值及其特征向量，用于评估分析系统特定状态下的稳定性。在此基础上，进一步构建含EV集群调频的信息能源系统稳定域，用于多方位评估时滞对系统稳定性的影响。最后，通过实例验证了所述方法的有效性。

Abstract

The stability of the cyber-energy system with electric vehicle (EV) cluster participating in frequency regulation is studied. A spectral feature and stability assessment method is proposed for cyber-energy systems with frequency regulation of EV cluster. Firstly

the analysis model of cyber-energy systems with EV clusters is developed considering the power system (physical) and communication (information). Secondly

an infinitesimal generator is used to transform the spectrum of the frequency regulation system with physical-information links into the spectrum of the infinitesimal operator

removing the exponential terms. Thirdly

based on the users’ demands

simultaneously considering accuracy and speed

the Chebyshev discretization scheme is selected to discretize the infinitesimal operator

resulting in a finite-dimensional matrix approximant. By solution of the eigenvalues for the approximant matrix and Newton iterative correction

the critical eigenvalues and eigenvectors of the regulation system are obtained to evaluate and analyze the stability of the system in a specific state. Based on this

the stability region of the cyber-energy system with frequency regulation of the EV cluster is extracted

which is used to evaluate the effect of cyber delay on the system stability from multiple directions. Finally

the effectiveness of the proposed method is validated by case studies.

关键词

Keywords

references

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