电动汽车V2G充电站充放电控制策略与谐波特性研究

发布时间：2017-10-08 06:28

  本文关键词：电动汽车V2G充电站充放电控制策略与谐波特性研究

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【摘要】：电动汽车与电网互动(Vehicle to Grid,V2G)技术为解决能源与环境问题提供了一种有效手段。通过V2G技术,电网效率偏低、汽车尾气排放等问题可得到一定程度的缓解。不过,将电动汽车接入电网进行充放电控制时也会出现一些新的问题,如控制策略问题、负荷波动问题以及谐波干扰问题等等,为电动汽车参与电网调度带来了许多挑战。本文主要就停车场类V2G充电站参与电网调节服务方面的理论及应用进行研究,分析停车场类V2G充电站的设计要求,给出充电站建模方法,并针对充电站调峰控制策略及谐波特性问题进行研究。为解决停车场类V2G充电站在电网调度方面的应用问题,分析充电站充放电行为对于电网的影响,本文在MATLAB/Simulink下对停车场类V2G充电站各子系统进行了分析和建模。模型的各部分采用模块化设计,使得仿真过程清晰直观,参数设置方便。根据充电站设计要求,给出配电系统设计方案;考虑调制策略、死区时间以及充电方式等因素对充电系统各部分拓扑进行分析及参数计算,并针对网侧电流及充放电需求进行控制系统的设计;采用等效电路法,对锂电池进行建模。为研究V2G充电站对于电网的影响提供仿真平台。停车场类V2G充电站在调节区域负荷方面具有特殊优势,为了对充电站调峰能力及收益进行评估,本文给出两种电动汽车参与V2G调峰的控制策略。首先对V2G服务类型进行分析,给出适合该类充电站的最佳调节服务。然后分析电动汽车驾驶及停车需求特性,对电动汽车可用V2G容量进行分析;考虑区域内电网日负荷特点及分时电价原则,给出基于区域负荷曲线和基于电网电价曲线的调峰策略。最后,采用蒙特卡洛方法对两种充放电策略进行了仿真,并针对备用容量、充放电功率以及收益等因素进行了对比分析。电动汽车与电网交互过程中会产生谐波干扰,为评估停车场类V2G充电站的谐波污染程度,本文对V2G充电站谐波输出特性进行研究。首先对V2G充电系统谐波产生机理进行研究。然后针对不同结构充电系统的谐波输出情况进行了对比分析,并针对单相系统接入数量对于充电系统谐波输出的影响进行了研究。最后,从电池充放电过程及充电机投入数量角度出发,研究充电站恒流充放电过程中其电网谐波畸变与充电机接入数量、充放电比例变化等影响因素的关系,总结停车场类V2G充电站谐波工程计算方法。
【关键词】：电动汽车 V2G 充电站 停车场 充放电策略 谐波
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.8;TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-16
• 1.2.1 V2G技术发展现状9-12
• 1.2.1 V2G充电站充放电策略研究现状12-14
• 1.2.3 V2G充电站谐波问题研究现状14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 第2章 停车场类V2G充电站设计17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 停车场类V2G充电站设计要求分析17-19
• 2.2.1 充电站主体结构设计要求17-18
• 2.2.2 充电系统结构设计要求18
• 2.2.3 充电系统功能需求分析18-19
• 2.3 V2G充电站配电系统设计19-21
• 2.3.1 配电系统接线方案19-20
• 2.3.2 变压器容量计算20-21
• 2.4 V2G充电站充电系统设计21-29
• 2.4.1 三相PWM整流器建模21-25
• 2.4.2 双向桥式DC/DC变换器建模25-27
• 2.4.3 电池建模27-29
• 2.5 V2G充电站仿真模型29
• 2.6 本章小结29-31
• 第3章 停车场类V2G充电站充放电策略研究31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 电动汽车V2G服务类型分析31-32
• 3.3 电动汽车行为特性研究32-36
• 3.3.1 电动汽车行驶里程特性32-33
• 3.3.2 电动汽车停车需求特性33-35
• 3.3.3 电池可用V2G容量分析35-36
• 3.4 V2G充电站调峰策略分析36-45
• 3.4.1 调峰服务需求分析36-37
• 3.4.2 电动汽车调峰过程研究37-41
• 3.4.3 调峰策略分析41-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 停车场类V2G充电站谐波特性研究47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 V2G充电系统谐波理论分析47-49
• 4.2.1 充电系统谐波产生机理47-48
• 4.2.2 谐波仿真分析48-49
• 4.3 不同结构充电系统谐波对比分析49-54
• 4.3.1 各结构充电机谐波畸变分析51-52
• 4.3.2 单相系统的影响分析52-54
• 4.4 V2G充电站谐波影响因素分析54-62
• 4.4.1 充电过程谐波特性分析54-56
• 4.4.2 放电过程谐波特性分析56-58
• 4.4.3 充放电同时存在情况下的谐波特性分析58-59
• 4.4.4 主要低频次谐波工程计算方法59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果71-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘晓飞;张千帆;崔淑梅;;电动汽车V2G技术综述[J];电工技术学报;2012年02期

2 高赐威;吴茜;;电动汽车换电模式研究综述[J];电网技术;2013年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 岳芳;上班出行行为特征研究[D];北京交通大学;2008年

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本文编号：992521