基于V2G的电动汽车充放电机研究

发布时间：2017-10-19 06:36

  本文关键词：基于V2G的电动汽车充放电机研究

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【摘要】：近年来,随着能源和环境问题日益严重,电动汽车逐渐成为研究热点,得到了广泛的发展,电动汽车作为随机性大功率用电器对电网的影响也逐渐增大。为了合理利用这一资源,减轻对电网的负面影响,与智能电网结合的V2G(Vehicle to Grid)技术也应运而生。V2G技术中电动汽车不仅可以作为用电器,还可以作为分布式电源,通过智能电网信息,与电网之间进行合理的电能转换,维持电网稳定。因而作为V2G技术的关键部分,能实现电能双向流动的充放电机开始成为研究热点。本文首先在分析电动汽车V2G充放电机的各种拓扑结构基础上,选择两级式结构作为V2G充放电机的整体结构,其中前级双向AC/DC变换器采用电压型三相半桥拓扑结构,后级DC/DC变换器采用非隔离式双向Buck-Boost直流变换器,采用理论推导方法建立了前级双向AC/DC变换器和后级双向DC/DC变换器的数学模型。据此进一步设计了V2G充放电机的性能参数,对主电路交流侧滤波电感、直流侧储能电容、电池侧电感电容等主电路参数进行分析和设计。为之后的仿真应用提供理论支撑。然后对双向AC/DC变换器采用的基于dq旋转坐标系的控制方案进行了详细分析,设计了PI参数,给出了空间矢量调制算法具体的实现方法,对锁相环进行了分析,同时针对硬件和软件锁相环在电网电压波动时锁相不精确的缺点,通过给定相角的方法给出了一种无锁相环SVPWM控制策略去除了锁相环的影响,并通过增加相角频率补偿环节对此控制策略进行了改进,消除了电网电压频率发生波动的影响。对双向DC/DC变换器充电模式时采用的平均电流控制策略和放电模式时采用的直接电压控制策略进行了详细分析和仿真验证,设计了PI参数。通过仿真验证了前后级各控制策略的优越性。最后对V2G充放电机系统进行了多种充放电模式的总体仿真实验,验证了设计的V2G充放电机的合理性,并在此基础上对V2G充放电机进行了拓展应用,验证了其在滤除谐波方面的有效性。
【关键词】：V2G 充放电机 双向DC/DC变换器 双向AC/DC变换器
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46;U469.72
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 变量注释表17-18
• 1 绪论18-23
• 1.1 研究背景及意义18-19
• 1.2 国内外研究现状19-21
• 1.3 本文主要研究内容21-23
• 2 V2G充放电机的结构和原理研究23-41
• 2.1 V2G充放电机的拓扑结构研究23-28
• 2.2 V2G充放电机的工作原理28-31
• 2.3 V2G充放电机的数学模型31-40
• 2.4 小结40-41
• 3 V2G充放电机主电路设计41-48
• 3.1 V2G充放电机的性能41-42
• 3.2 主电路参数设计42-46
• 3.3 功率器件选取46-47
• 3.4 小结47-48
• 4 V2G充放电机控制策略研究48-82
• 4.1 V2G充放电机的总体控制方案48
• 4.2 双向AC/DC变换器的控制策略研究48-70
• 4.3 双向DC/DC变换器的控制策略研究70-80
• 4.4 小结80-82
• 5 V2G充放电机的实验研究及应用82-92
• 5.1 V2G充放电机的仿真试验82-87
• 5.2 V2G充放电机的应用87-91
• 5.3 小结91-92
• 6 总结与展望92-94
• 参考文献94-98
• 作者简历98-100
• 学位论文数据集100

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本文编号：1059604