基于V2G技术的电动汽车充电桩的充放电控制策略研究

发布时间：2017-09-20 09:06

  本文关键词：基于V2G技术的电动汽车充电桩的充放电控制策略研究

  更多相关文章： V2G 电动汽车充电桩 PWM整流器 双向DC/DC变换器 空间矢量控制

【摘要】：随着能源危机和环境污染等问题日益严重,能源可持续发展需求日益强烈,电动汽车技术应运而生,成为当前研究的热点前沿技术。现代科技的不断发展进步,电动汽车的数量大幅度地增加,充电桩也越来越多了。V2G就是实现能量在电网和电动汽车之间的双向流动。本文选择光伏电网为V2G充电桩供能,因为光伏电网节能环保。当电网处在非常不稳定时刻时,这时能量就可以从电动汽车回馈到电网,电网的稳定性能和安全性能就会有大幅度地提高。它拓展了新能源的利用,使人类社会向着节约、环保型社会发展,可以使人们更好的享受电能的优势。V2G充电桩由三相半桥电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器组成。本文首先介绍了三相半桥电压型PWM整流器,并详细地分析了它的工作原理、数学模型和控制策略,在此基础上采用在同步旋转坐标系下电压电流双闭环的电压空间矢量控制策略；其次,分析了双向DC/DC变换器的工作原理和拓扑结构；最后,在仿真环境下搭建整个系统的仿真模型,并分析了它的仿真结果。仿真结果显示：在充电的过程中,电网的电流是正弦的,而且它的相位和电压的相同；电动汽车在放电过程中,电网侧电流也是正弦的,但它的相位相位与电网电压是相反的,即相差1800,直流母线电压是非常稳定的,系统的动态性能也很好,实现了V2G功能。设计了以TMS320F28335为核心的控制系统,对整个控制系统的硬件和软件进行了设计,结果验证了V2G充电桩可以实现单位功率因数校正、并能够实现能量双向流动,提高了电网的稳定性。
【关键词】：V2G 电动汽车充电桩 PWM整流器 双向DC/DC变换器 空间矢量控制
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.8
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第1章 绪论13-20
• 1.1 课题的背景及研究意义13-14
• 1.2 电动汽车的研究现状14-16
• 1.2.1 国外的研究现状15
• 1.2.2 国内的研究现状15-16
• 1.3 V2G技术的概述16-17
• 1.3.1 V2G技术的概念16
• 1.3.2 V2G技术的意义16-17
• 1.4 本文研究的主要内容17-20
• 第2章 V2G充电桩的基本结构与建模20-38
• 2.1 V2G电动汽车充电桩的主电路拓扑结构20-21
• 2.2 三相半桥电压型PWM整流器21-30
• 2.2.1 PWM整流器概述21
• 2.2.2 三相半桥电压型PWM整流器的工作原理21-23
• 2.2.3 三相半桥电压型PWM整流器的数学模型23-30
• 2.3 双向DC/DC变换器30-33
• 2.3.1 双向DC/DC变换器的概述30-32
• 2.3.2 双向DC/DC变换器的工作原理32-33
• 2.4 电动汽车蓄电池的概述33-37
• 2.4.1 电动汽车对蓄电池的要求33
• 2.4.2 蓄电池的选择33-35
• 2.4.3 锂离子电池等效模型35-36
• 2.4.4 锂离子电池的充电方法36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 三相电压型PWM整流器的SPWM控制策略的分析38-44
• 3.1 PWM整流器控制方式38-39
• 3.1.1 直接电流控制38
• 3.1.2 间接电流控制38-39
• 3.2 PWM整流器的SPWM控制策略的分析39-41
• 3.2.1 SPWM脉宽调制的概述39
• 3.2.2 PWM整流器的SPWM控制策略的分析39-41
• 3.3 系统的仿真分析41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 V2G充电桩的充放电控制策略研究与系统仿真44-67
• 4.1 三相半桥电压型PWM整流器的控制策略的分析44-51
• 4.1.1 空间电压矢量的控制44-48
• 4.1.2 电流内环、电压外环控制器的设计48-51
• 4.2 V2G充电桩的工作模式的分析51-55
• 4.2.1 V2G充电桩充电的工作模式的分析51-53
• 4.2.2 V2G充电桩放电的工作模式的分析53-55
• 4.3 V2G充电桩的充电和放电控制策略的分析研究55-56
• 4.4 V2G充电桩的仿真研究56-64
• 4.4.1 充电状态下系统的仿真研究60-61
• 4.4.2 放电状态下的系统仿真研究61-64
• 4.5 V2G充电桩在某高校中的应用设计64-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第5章 系统的硬件和软件的实现67-80
• 5.1 三相半桥电压型PWM整流器的参数设计67-72
• 5.1.1 交流侧电感的设计67-70
• 5.1.2 直流侧电容的设计70-71
• 5.1.3 功率开关器件的设计71-72
• 5.2 双向DC/DC变换器的参数设计72-73
• 5.3 DSPTMS320F28335的简介73
• 5.4 硬件电路的设计73-77
• 5.4.1 采样电路的设计73-75
• 5.4.2 DSP供电电路的设计75-76
• 5.4.3 驱动电路的设计76-77
• 5.5 系统的软件设计77-79
• 5.5.1 主程序的流程图77-78
• 5.5.2 中断程序的流程图78-79
• 5.6 本章小结79-80
• 总结和展望80-81
• 参考文献81-85
• 攻读学位期间发表的学术论文85-86
• 致谢86

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