In this dissertation, we investigate the effect of a time-varying delay problem and an uncertain capacity submission problem in EV aggregators on frequency regulation (FR) performance and payments. First, we present a communication infrastructure for EV aggregators and analyze the delay performance of FR service in EV aggregators' domain. For reliable FR under the identified delayed performance of EV aggregators, we investigate the stability of FR. To determine whether the power system is stable under the given information on time-varying delays, we propose stability criteria of linear systems with single and multiple time-varying delays and analyze stability regions of FR when EV aggregators with single and multiple time-varying delays participate in the FR service using the proposed criteria. Next, we investigate whether the existing FR payment rules encourage EV aggregators to reduce the delays in order to improve the FR performance and stability. We analyze the effect of delays in the EV aggregators' domain on the conventional regulation payments. To this end, as a framework for evaluating the payments, we enhance the conventional load frequency control model by including multiple EV aggregators with varying delays. Through simulations, we show that the conventional mileage payments cannot motivate EV aggregators to reduce the delay in order to improve regulation performance. To solve the problem, we propose a new mileage payment to reduce the delay. We show that the proposed payment works as an encouragement mechanism for delay reduction. Last, we analyze how the uncertain capacity submission of EV aggregators affects the conventional regulation payments. Through simulations, we show that the conventional FR settlements fail to induce EV aggregators to estimate the accurate achievable power capacity. To solve this problem, we propose to enhance the accuracy of performance in settlement. We show that the proposed scheme can restrict the surplus contracted capacity.
본 학위 논문에서 전기차 애그리게이터에서의 시간 변이 지연 문제와 불확실한 용량 입찰 문제가 주파수 제어 성능 및 정산에 미치는 영향을 조사한다. 첫째로, 전기차 애그리게이터의 통신 인프라를 제시하고 주파수 제어 서비스 제공 시 시간 지연 성능을 분석한다. 분석된 지연 성능 하에서 신뢰적인 주파수 제어를 위해 주파수 제어 안정도를 조사한다. 먼저 다중 시간 변이 지연을 갖는 선형 시스템의 안정도 기준을 제안한다. 제안한 안정도 기준을 통해 시간 변이 지연을 갖는 애그리게이터들이 주파수 제어를 제공할 때 주파수 제어의 안정도 영역을 분석한다. 다음으로 주파수 제어 성능 및 안정도 향상을 위해서 현존하는 주파수 제어 정산 규칙이 애그리게이터들에게 시간 지연 감소를 유도하는지 조사 및 분석한다. 모의 실험을 통해 기존 마일리지 지급 금 규칙들은 시간 지연 감소 동기 부여를 충분히 하지 못한다는 것을 보인다. 이를 해결하기 위해, 시간 지연 감소를 위한 새로운 마일리지 지급 금 규칙을 제안한다. 마지막으로, 불확실한 용량 입찰이 기존 주파수 제어 정산 규칙들에 미치는 영향을 분석한다. 모의 실험을 통해 기존 정산 규칙들이 애그리게이터들가 정확한 입찰 용량을 산정하는데 충분한 동기 부여를 하지 못한다는 것을 보인다. 이를 해결하기 위해, 정산 규칙 중에 정확성 평가 항목을 새로 제안한다.
