發(fā)布時(shí)間：2018-03-19 23:13

  本文選題：電動(dòng)汽車　切入點(diǎn)：V2G充電機(jī)　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的雙向信息能量互聯(lián)互動(dòng)技術(shù)(即Vehicle-to-Grid,V2G)成為研究熱點(diǎn),具備V2G功能的電動(dòng)汽車不再僅僅是電網(wǎng)電力的消費(fèi)體,電動(dòng)汽車在受控的條件下可以向電網(wǎng)提供各類輔助服務(wù)。電動(dòng)汽車車載V2G充電機(jī)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)之間信息能量雙向互聯(lián)互動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備,本文針對(duì)具有V2G功能的車載充電機(jī)展開研究。電動(dòng)汽車車載V2G充電機(jī)是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)之間信息能量雙向互聯(lián)互動(dòng)的關(guān)鍵設(shè)備,本文提出了一種基于可逆單相全橋結(jié)構(gòu)與雙有源橋結(jié)構(gòu)的車載雙向充電機(jī)方案,給出了系統(tǒng)各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇思路,并結(jié)合充電機(jī)實(shí)際工況進(jìn)行了參數(shù)和電路設(shè)計(jì),搭建了車載V2G充電機(jī)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),完成了雙向功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)以及恒壓恒流實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:網(wǎng)側(cè)電流THD小于5%,對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小。由于車載設(shè)備對(duì)于電磁兼容的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)充電機(jī)的PCB板與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)級(jí)電磁兼容協(xié)同仿真與優(yōu)化,采用SIwave和ANSYS Designer對(duì)PCB板進(jìn)行信號(hào)完整性分析與實(shí)際工況仿真,基于分析結(jié)果給出了PCB板布局布線優(yōu)化方法,優(yōu)化后的布線在高頻段的增益降低,諧振點(diǎn)數(shù)量減少,信號(hào)網(wǎng)絡(luò)之間的串?dāng)_噪音得以抑制,利用PCB板近場輻射仿真結(jié)果作為輻射源實(shí)現(xiàn)了PCB板與車載V2G充電機(jī)機(jī)箱之間的系統(tǒng)級(jí)電磁兼容協(xié)同仿真,確定了車載V2G充電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)外的電磁輻射干擾強(qiáng)度與方向,仿真結(jié)果證明其最大輻射電場強(qiáng)度為2dBμV/m,輻射強(qiáng)度滿足電場輻射的國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR22。為了解決大量充電機(jī)并網(wǎng)充放電時(shí)可能對(duì)電網(wǎng)造成的較為嚴(yán)重的諧波污染,降低電動(dòng)汽車充放電對(duì)電網(wǎng)的影響,本文針對(duì)V2G充電機(jī)單臺(tái)與集群充放電時(shí)的諧波特性進(jìn)行了研究,分析了V2G充電機(jī)充放電情況下諧波的產(chǎn)生機(jī)理與主要成分,對(duì)比不同結(jié)構(gòu)的V2G充電機(jī)的諧波特性,仿真結(jié)果表明:V2G充電機(jī)的充放電諧波與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制策略相關(guān),諧波電流大小與輸出功率呈三次函數(shù)關(guān)系,對(duì)于多臺(tái)充電機(jī)情況,利用正態(tài)分布與泊松分布對(duì)電動(dòng)汽車集群的聚集特性建模,在考慮電動(dòng)汽車出行規(guī)律的前提下利用蒙特卡羅方法仿真分析了V2G充電機(jī)隨機(jī)并網(wǎng)自由充放電諧波特性,仿真結(jié)果表明:電動(dòng)汽車V2G充放電諧波不僅與數(shù)量有關(guān)還和并網(wǎng)方式關(guān)系密切。本文的研究成果為電動(dòng)汽車V2G的實(shí)際應(yīng)用提供了物理基礎(chǔ)與理論依據(jù),本課題受到國家自然科學(xué)基金和英國工程與自然研究理事會(huì)的共同資助。
[Abstract]:With the continuous development of technology, two-way information interaction energy technology for electric vehicles and power grid (Vehicle-to-Grid, V2G) has become a hot spot, the electric car with the V2G function is not only consumer power, electric vehicles can provide all kinds of ancillary services to the grid under controlled conditions. The electric vehicle charger is V2G the key equipment of information bidirectional energy interaction between electric vehicles and smart grid, the vehicle charger has the function of V2G is researched. V2G electric vehicle charger is the key equipment to achieve information bidirectional energy interaction between electric vehicles and smart grid, this paper proposes a scheme of reversible vehicle bidirectional charger single-phase full bridge structure and double the active bridge based on the structure of the system is given the topology selection method, combined with the actual conditions in the charger The line parameters and circuit design, build the experimental prototype of V2G car charger, the bidirectional power factor correction experiment and constant flow experiment, the experimental results show that the net side current is less than 5% THD, the harmonic pollution is small. Because the vehicle equipment to strict standards of electromagnetic compatibility requirements, the PCB board and the structure of the charger the co simulation and optimization of system level EMC, using SIwave and ANSYS Designer signal integrity analysis and the actual condition of simulation on the PCB board, PCB board layout optimization method is given based on the results of the analysis, the optimized wiring in high frequency gain lower resonant point to reduce the number of signal crosstalk noise between networks to suppress, near field radiation simulation results as the source of radiation is realized between the PCB board and system level electromagnetic compatibility V2G car charger case using PCB co simulation in determining The car V2G charger system electromagnetic radiation interference intensity and direction, the simulation results show that the maximum radiation field intensity of 2dB V/m, the radiation intensity to meet the CISPR22. international standard field radiation in order to solve a lot of grid connected to power system caused by the charge and discharge of the charger is a serious harmonic pollution, reduce the impact of electric vehicle charging and discharging on the grid in this paper, the harmonic characteristics of V2G single cluster and charger charge and discharge were analyzed, the harmonic V2G charger case of charging and discharging mechanism and the main components of different harmonic characteristics of V2G charger structure, the simulation results show that the discharge of harmonic and system structure of V2G charger, the related control strategy. The harmonic current size and output power is cubic function, for the chargers, using normal distribution and Poisson distribution of a set of electric cars Gather modeling group, considering the electric vehicle travel law by using Monte Carlo method under simulated random grid free of charge and discharge V2G charger harmonic characteristics, the simulation results show that the V2G electric car charging and discharging and harmonic not only related to the number of grid connected mode and also close. Provides a physical basis and theoretical basis of the research results the actual application of electric vehicle V2G, this project was jointly funded by the National Natural Science Foundation and the UK engineering and natural Research Council.

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM910.6;U469.72

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本文編號(hào)：1636453