基于MPR的大功率充电站谐波治理的研究
发布时间：2020-12-29 01:40
近年来,随着社会经济的发展环境污染问题日益严重,电动汽车以其无污染和零排放的优势得到政府的大力推广。电动汽车充电过程中非线性元件产生的谐波对汽车、电网造成的负面影响成为阻碍电动汽车推广的重要因素,电动汽车大功率直流充电站的谐波治理问题成为当今重要研究课题。充电站的谐波是由充电过程中整流环节的一些非线性元件造成。所以本课题对充电站的整流环节进行了研究,设计多脉波整流电路（Multi-pulse Rectifier,简称MPR）应用于充电机中,解决了在以往治理充电站谐波问题时造成的器件电路复杂、成本高、控制方法难度增加的难题,经仿真和实验验证,谐波治理效果明显,输入电流的THD值降低至1.46%。并将整流电路中的移相变压器自主设计为之字形自耦变压器,通过变压器的绕组结构和电压向量来确定变压器的变比,达到提高功率密度和减小整流电路体积的目的。首先,本文阐述了充电机的谐波电流特性和常见的12脉波整流电路的工作原理,并且根据其产生的问题,选择在直流环节加入Boost变换器,消除了高次谐波的含量。其次,分析充电站的结构和充电站内充电机的结构,利用概率统计的方法对充电机的谐波电流进行估算,同时对充电...
【文章来源】：曲阜师范大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Boost电路的工作波形
第3章充电站用12脉波整流器滤波的结构设计27++++++++=)2611,267[1)267,265[0)26,26[1)26,26[0a1kktkktkktkktS（3.28）=====65263232a1c2a1b2a1a2a1c1a1b1SSSSSSSSSS（3.29）根据公式（3.28）和（3.29）开关函数一共有12种情况，而当：a1a2b1b21110SSSS====（3.30）代入公式（3.26），此时直流侧电感电流L1i和L2i的分母为0，电感电流为无穷大，造成电感电流断续。如图3-8所示，此时可以保证交流侧输入电流为正弦波。图3-8电感电流波形图但是，由公式（3.26）可知，直流侧的电感电流L1i和L2i为无穷大时，输入电流ai也为无穷大，如图3-9所示：
第3章充电站用12脉波整流器滤波的结构设计28图3-9a相输入电流而且图3-9的波形不连续也很难实现，此时a相的输入电流的波形是一个周期为2π幅值为1的不连续的正弦波。所以通过控制IGBT的占空比D将电感电流调制成满足如图3-10所示的周期为π/3、幅值为1的连续的三角波。图3-10电感电流理论波形图此时a相的输入电流的理论波形如图3-11所示。此时a相的输入电流的波形接近一个周期为2π幅值为1的连续的正弦波。图3-11a相输入电流理论波形图控制策略采用电压外环和电流内环双环控制策略，同时内环电流控制采用滞环电流控
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车直流充电桩的自动测试系统[J]. 马华平. 集成电路应用. 2020(01)
[2]电动汽车充电站的仿真建模与谐波分析[J]. 李想,李晓飞,卢碧玉,黄涛,汪舜羽. 电气传动. 2019(11)
[3]基于充电方式的充电站多源谐波特性分析[J]. 陈奎,马子龙,沈兴来,蔺华. 智慧电力. 2019(09)
[4]电动汽车充电站谐振现象及其分析[J]. 李斌,张元星,谢呵呵,尹忠东,刘秀兰,朱洁. 电测与仪表. 2019(16)
[5]充电桩谐波分析与仿真[J]. 葛笑寒. 顺德职业技术学院学报. 2019(02)
[6]电动汽车充电站谐波特性分析与APF应用研究[J]. 陈忠华,俞容江,王育飞,徐强,高振宇,薛花. 电力学报. 2019(02)
[7]电动汽车充电设施的现状与问题分析[J]. 伍福平,王小军,袁泉,王皓,刘玥玮. 科学技术创新. 2018(32)
[8]中国重点城市群的雾霾污染、环境规制与经济高质量发展[J]. 童纪新,王青青. 管理现代化. 2018(06)
[9]我国新能源汽车的发展现状[J]. 刘影. 山东工业技术. 2018(23)
[10]两电平三相逆变器过调制方法研究[J]. 林青. 工业控制计算机. 2018(08)
博士论文
[1]基于电流预测控制的多脉波变拓扑相控整流器研究[D]. 张达敏.浙江大学 2013
[2]多相整流变压器输出电压不平衡及其影响的研究[D]. 高蕾.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]12脉波整流器谐波抑制方法研究[D]. 王威.厦门理工学院 2019
[2]应用于大功率充电桩的VIENNA整流器VSM控制研究[D]. 马艳军.华北电力大学 2019
[3]基于三角—多边形移相自耦变压器的多脉波整流系统的研究[D]. 郝春玲.兰州交通大学 2017
[4]级联多电平逆变器电压平衡策略研究[D]. 张博祥.河南理工大学 2017
[5]三相电压型高功率因数整流器的研究[D]. 李新.辽宁科技大学 2017
[6]基于之字形移相自耦变压器的多脉波整流系统的研究[D]. 邱浩.兰州交通大学 2016
[7]18脉波不控整流外加辅助电路谐波抑制方法研究[D]. 李舟生.中国矿业大学 2016
[8]一种多电平注入式电流源型变换器的关键技术研究[D]. 孙倩倩.北京交通大学 2015
[9]三相电压型PWM整流器控制技术的研究[D]. 王旭.哈尔滨工程大学 2015
[10]电动汽车充电机（站）谐波问题的研究[D]. 黄少芳.北京交通大学 2008
本文编号：2944754
【文章来源】：曲阜师范大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Boost电路的工作波形
第3章充电站用12脉波整流器滤波的结构设计27++++++++=)2611,267[1)267,265[0)26,26[1)26,26[0a1kktkktkktkktS（3.28）=====65263232a1c2a1b2a1a2a1c1a1b1SSSSSSSSSS（3.29）根据公式（3.28）和（3.29）开关函数一共有12种情况，而当：a1a2b1b21110SSSS====（3.30）代入公式（3.26），此时直流侧电感电流L1i和L2i的分母为0，电感电流为无穷大，造成电感电流断续。如图3-8所示，此时可以保证交流侧输入电流为正弦波。图3-8电感电流波形图但是，由公式（3.26）可知，直流侧的电感电流L1i和L2i为无穷大时，输入电流ai也为无穷大，如图3-9所示：
第3章充电站用12脉波整流器滤波的结构设计28图3-9a相输入电流而且图3-9的波形不连续也很难实现，此时a相的输入电流的波形是一个周期为2π幅值为1的不连续的正弦波。所以通过控制IGBT的占空比D将电感电流调制成满足如图3-10所示的周期为π/3、幅值为1的连续的三角波。图3-10电感电流理论波形图此时a相的输入电流的理论波形如图3-11所示。此时a相的输入电流的波形接近一个周期为2π幅值为1的连续的正弦波。图3-11a相输入电流理论波形图控制策略采用电压外环和电流内环双环控制策略，同时内环电流控制采用滞环电流控
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车直流充电桩的自动测试系统[J]. 马华平. 集成电路应用. 2020(01)
[2]电动汽车充电站的仿真建模与谐波分析[J]. 李想,李晓飞,卢碧玉,黄涛,汪舜羽. 电气传动. 2019(11)
[3]基于充电方式的充电站多源谐波特性分析[J]. 陈奎,马子龙,沈兴来,蔺华. 智慧电力. 2019(09)
[4]电动汽车充电站谐振现象及其分析[J]. 李斌,张元星,谢呵呵,尹忠东,刘秀兰,朱洁. 电测与仪表. 2019(16)
[5]充电桩谐波分析与仿真[J]. 葛笑寒. 顺德职业技术学院学报. 2019(02)
[6]电动汽车充电站谐波特性分析与APF应用研究[J]. 陈忠华,俞容江,王育飞,徐强,高振宇,薛花. 电力学报. 2019(02)
[7]电动汽车充电设施的现状与问题分析[J]. 伍福平,王小军,袁泉,王皓,刘玥玮. 科学技术创新. 2018(32)
[8]中国重点城市群的雾霾污染、环境规制与经济高质量发展[J]. 童纪新,王青青. 管理现代化. 2018(06)
[9]我国新能源汽车的发展现状[J]. 刘影. 山东工业技术. 2018(23)
[10]两电平三相逆变器过调制方法研究[J]. 林青. 工业控制计算机. 2018(08)
博士论文
[1]基于电流预测控制的多脉波变拓扑相控整流器研究[D]. 张达敏.浙江大学 2013
[2]多相整流变压器输出电压不平衡及其影响的研究[D]. 高蕾.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]12脉波整流器谐波抑制方法研究[D]. 王威.厦门理工学院 2019
[2]应用于大功率充电桩的VIENNA整流器VSM控制研究[D]. 马艳军.华北电力大学 2019
[3]基于三角—多边形移相自耦变压器的多脉波整流系统的研究[D]. 郝春玲.兰州交通大学 2017
[4]级联多电平逆变器电压平衡策略研究[D]. 张博祥.河南理工大学 2017
[5]三相电压型高功率因数整流器的研究[D]. 李新.辽宁科技大学 2017
[6]基于之字形移相自耦变压器的多脉波整流系统的研究[D]. 邱浩.兰州交通大学 2016
[7]18脉波不控整流外加辅助电路谐波抑制方法研究[D]. 李舟生.中国矿业大学 2016
[8]一种多电平注入式电流源型变换器的关键技术研究[D]. 孙倩倩.北京交通大学 2015
[9]三相电压型PWM整流器控制技术的研究[D]. 王旭.哈尔滨工程大学 2015
[10]电动汽车充电机（站）谐波问题的研究[D]. 黄少芳.北京交通大学 2008
本文编号：2944754
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