基于V2G技术电动汽车充放电装置控制策略研究
本文关键词: V2G AC/DC变换器 双向DC/DC变换器 无差拍控制 锂电池 出处:《太原科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:近年来,为了解决日益严重的环境与能源问题,电动汽车得到了大力推广与应用。智能电网与电动汽车互动技术V2G(Vehicle to Grid),有效的避免电动汽车电能闲置。V2G充放电机起着连接电动汽车与电网作用,此技术中的电动汽车即是用电设备又是分布式电源。针对V2G充放电机电能双向流动问题,本文从以下方面进行了深入研究。首先,详细分析了电动汽车充电站V2G技术的发展现状。根据充放电需求,设计了前级AC/DC变换器与后级双向DC/DC变换器作为V2G充放电机拓扑结构。建立了AC/DC变换器和双向DC/DC变换器数学模型。然后分析了常用蓄电池的特性,选用了锂电池为电动汽车蓄电池并建立其数学模型,为仿真建模提供了依据。其次,为了满足快速充放电需求,设计了一种无差拍预测电流控制器。根据AC/DC变换器开关状态和输出电压矢量及电流在静止??坐标系下的电流动态方程,得到了改进型无差拍预测电流控制模型。为了提高电动汽车锂电池使用寿命,双向DC/DC变换器采用了恒流恒压控制策略。在充电初始阶段,采用了电流单闭环控制的恒流充电,电压达到一定值后切换为电压电流双闭环控制的恒压充电。为满足电动汽车并网放电的需求,采用了电流单闭环控制的恒流放电控制策略。再者,在Matlab/Simulink中搭建了V2G系统仿真模型。仿真结果验证了控制策略的正确性,充电时实现了恒流恒压充电,网侧电压电流同相位,功率因数约为1;放电时采用恒流放电,网侧电压电流相位相差π。同时其直流侧电压稳定,表明放电时充放电系统具有良好的动态性能,直流母线电压波动小。最后,搭建了实验平台,进行了部分充放电实验,验证了电能的双向流动。
[Abstract]:In recent years, in order to solve the increasingly serious environmental and energy problems, electric vehicles have been vigorously promoted and applied. Effectively avoid the electric energy idle. V2G charging and discharging machine plays the role of connecting the electric vehicle with the power grid. The electric vehicle in this technology is not only electric equipment but also distributed power. Aiming at the bidirectional flow of V2G charging and discharging electromechanical energy, this paper has carried on the thorough research from the following aspects. First of all. The development status of V2G technology in electric vehicle charging station is analyzed in detail. The former AC/DC converter and the rear bidirectional DC/DC converter are designed as the topology of the V2G charging and discharging machine. The mathematical models of the AC/DC converter and the bi-directional DC/DC converter are established. Then, the mathematical models of the AC/DC converter and the bi-directional DC/DC converter are established. The characteristics of common batteries are analyzed. Lithium battery is selected as the battery of electric vehicle and its mathematical model is established, which provides the basis for simulation modeling. Secondly, in order to meet the needs of rapid charge and discharge. A non-beat predictive current controller is designed. According to the switching state of the AC/DC converter and the output voltage vector and current at rest? ? In order to improve the service life of lithium-ion batteries of electric vehicles, an improved non-beat predictive current control model is obtained by using the current dynamic equation in coordinate system. The bidirectional DC/DC converter adopts constant current and constant voltage control strategy. In the initial stage of charging, constant current charging with current single closed loop control is adopted. In order to meet the demand of electric vehicle grid-connected discharge, the constant current discharge control strategy with current single closed loop control is adopted. The simulation model of V2G system is built in Matlab/Simulink. The simulation results verify the correctness of the control strategy. The constant current and constant voltage charging is realized while charging, and the voltage and current of the grid side are in the same phase. The power factor is about 1; At the same time, the DC side voltage is stable, which indicates that the charging and discharging system has good dynamic performance, and the DC bus voltage fluctuation is small. Finally. An experimental platform was built and partial charge and discharge experiments were carried out to verify the bidirectional flow of electric energy.
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM910.6
【参考文献】
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,本文编号:1465554
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