电动汽车充电站电能质量控制策略研究

发布时间：2020-07-25 08:17

【摘要】：随着社会经济的发展和我国对环保的重视程度不断提高,新能源汽车作为一种清洁、高效的出行方式,越来越广泛的受到人们的关注。电动汽车充电问题作为电动汽车产业发展的关键,也逐渐成为研究的热点。作为一种典型的非线性负载,电动汽车充电站必然会对电网电能质量产生影响,本文针对此问题展开关于电动汽车充电站电能质量控制策略的研究。首先对电动汽车充电机所使用的几种电路以及电动汽车充电站的常见结构进行了介绍。分析介绍了几种常用的电能质量问题治理方式,在对各种方式进行分析比较后,最终选择统一电能质量调节器对电动汽车充电站电能质量问题进行集中治理,并对统一电能质量调节器的发展现状做了简单陈述。为对电动汽车充电站对电网电能质量的影响进行系统研究,搭建了电动汽车充电站的仿真模型,并利用此模型对单台充电机充电、多台充电机充电等场景展开仿真,通过仿真结果对单台、多台充电机运行时电能质量问题的规律进行总结,为下文电能质量控制策略的研究、整体仿真模型的搭建打下基础。针对电动汽车充电站对电网电能质量可能产生的几种影响,设计了基于模块化多电平变流器拓扑的统一电能质量控制器,设计主要包括以下几个方面:首先针对现有补偿量检测算法的缺点进行了改进,设计出一种响应快、准确度高、编程较为简易的新算法。然后对变流器的底层调制策略进行了设计,最终实现在不改变变流器拓扑结构的前提下,只使一个子模块工作在高开关频率下即获得良好的输出效果。最后设计了针对变流器的PI控制器,减少输出误差。最后对系统的部分硬件电路和软件流程进行了设计,硬件部分主要包括控制系统结构、变流器电平数目、LCL滤波器等等,软件方面主要包括预充电策略以及串并联的主程序流程。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,对设计进行验证。结果显示,电压、电流波形畸变都得到良好的补偿,证明本次设计的统一电能质量控制器具有很好的补偿效果,是一种理想的电动汽车充电站电能质量控制设备。文末对论文进行了总结,对下一步要完成的研究进行了展望。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491.8
【图文】：

功率曲线,电池充电,功率曲线,过程

文第二章电随时间进行阻值变化的可变电阻，其大小与充电阻的阻值越小。通过对等效替代后的充电机计算公式为式（2.1）：21 11 0 0cU URI U I 高频功率变换电路的输入电压、输入电流，U输出电流。η为充电机的充电效率。充电机的充流恒压式充电。第一阶段是恒流充电过程，等到始第二阶段，即改用恒压方式充电。采用这样的充电电流，在充电的后期电池也不会受到过。设定充电机的功率为 60KW，查阅有关文献 2.3 所示：

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图 2.4 等效电阻电阻曲线Fig. 2.4 Resistance curve of equivalent resistance图 2.5 搭建的等效可变电阻模型Fig. 2.5 The equivalent variable resistance model充电机进行建模，模型如图 2.6 所示：

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图 2.5 搭建的等效可变电阻模型Fig. 2.5 The equivalent variable resistance model对充电机进行建模，模型如图 2.6 所示：图 2.6 单个充电机模型Fig. 2.6 Single charger model

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