本文關(guān)鍵詞：光儲式電動汽車充電站的設(shè)計(jì)與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著世界工業(yè)的飛速發(fā)展,社會經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與能源三者間的矛盾顯得日益突出,成為影響人類社會可持續(xù)發(fā)展的主要因素。光伏發(fā)電和電動汽車的可再生特點(diǎn)優(yōu)勢和環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益明顯,未來隨著儲能技術(shù)的進(jìn)步、電網(wǎng)智能水平以及電動汽車保有量的大幅提高,研究建設(shè)新型(光儲式)電動汽車充電站是具有重要意義。本文主要針對新型光儲式電動汽車充電站進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真分析研究,包括充電站的基本構(gòu)建、DC/DC和AC/DC變換器的結(jié)構(gòu)與控制、充電站的設(shè)計(jì)及其協(xié)調(diào)控制和改進(jìn)下垂控制。具體研究內(nèi)容如下:首先,介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)、磷酸鐵鋰電池和飛輪儲能系統(tǒng),對它們的數(shù)學(xué)原理進(jìn)行了分析,并分別進(jìn)行了仿真建模。其中:光伏電池MPPT采用擾動觀察法控制;磷酸鐵鋰電池基于Thevenin和指數(shù)曲線機(jī)理兩種建模方式進(jìn)行了對比分析;飛輪控制設(shè)置自由儲放功率和空閑儲備充放電兩種運(yùn)行模式,均能實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。其次,介紹了DC/DC和AC/DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型和控制策略。對于DC/DC,結(jié)合蓄電池的充放電策略,設(shè)計(jì)階段式恒流充電控制和限流放電控制;設(shè)計(jì)CVC穩(wěn)壓控制策略,實(shí)現(xiàn)對光伏變換輸出電壓的穩(wěn)定控制。對于AC/DC,對其工作于逆變器模式的PQ控制、U/f控制和Droop控制共3種控制策略進(jìn)行了闡述,并進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。然后,設(shè)計(jì)了本文光儲式電動汽車充電站的基本結(jié)構(gòu),介紹了系統(tǒng)各部分的作用。提出了以飛輪和蓄電池混合儲能作為系統(tǒng)的儲能形式,在儲能作為母線電壓支撐時,飛輪平滑高頻功率波動和部分低頻功率,蓄電池平衡基準(zhǔn)功率并維持母線電壓平滑穩(wěn)定。設(shè)計(jì)了基于5層的直流母線電壓分層協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)充電站優(yōu)化運(yùn)行,又介紹了充電站中央控制結(jié)構(gòu)。搭建了充電站仿真系統(tǒng),在不同工況下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后,針對光儲式電動汽車充電站以DG形式接入微電網(wǎng)的情況,提出了一種基于SOC的改進(jìn)型功率耦合下垂控制,在系統(tǒng)孤島運(yùn)行時,能根據(jù)充電站儲能系統(tǒng)SOC的變化,改善充電站與其他DG之間的功率分配;在微電網(wǎng)并網(wǎng)/孤島雙模式切換時,結(jié)合相應(yīng)的PQ并網(wǎng)輸出功率的改變和預(yù)同步控制,來實(shí)現(xiàn)雙模式切換的平滑過渡。在逆變器的雙環(huán)控制中,電壓外環(huán)采用準(zhǔn)PR控制,電流內(nèi)環(huán)采用比例P控制,實(shí)現(xiàn)對參考信號的快速跟蹤和無差控制。并進(jìn)行了仿真對比。
【關(guān)鍵詞】：光儲式電動汽車充電站 磷酸鐵鋰電池 飛輪 雙向變換器 協(xié)調(diào)控制 下垂控制
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM910.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 本課題來源、研究背景及意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 電動汽車及新型充電站研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 電動汽車的電池技術(shù)12-13
• 1.2.4 飛輪儲能技術(shù)13
• 1.2.5 電動汽車V2G技術(shù)13-14
• 1.2.6 微電網(wǎng)運(yùn)行控制14-15
• 1.3 本文的主要研究工作15-17
• 2 電動汽車充電站基本構(gòu)建17-30
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)17-21
• 2.1.1 光伏發(fā)電的原理及數(shù)學(xué)模型17-18
• 2.1.2 光伏最大功率點(diǎn)跟蹤18-19
• 2.1.3 仿真分析19-21
• 2.2 磷酸鐵鋰電池21-26
• 2.2.1 磷酸鐵鋰電池原理21
• 2.2.2 兩種建模方式21-24
• 2.2.3 仿真分析24-26
• 2.3 飛輪儲能系統(tǒng)26-30
• 2.3.1 飛輪儲能系統(tǒng)簡介26
• 2.3.2 飛輪電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其控制策略26-28
• 2.3.3 仿真分析28-30
• 3 DC/DC和AC/DC變換器的研究30-44
• 3.1 DC/DC變換器的研究30-33
• 3.1.1 DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)30-31
• 3.1.2 DC/DC變換器數(shù)學(xué)模型31
• 3.1.3 DC/DC變換器控制策略31-33
• 3.2 AC/DC變換器的研究33-37
• 3.2.1 AC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.2.2 AC/DC逆變器控制策略35-37
• 3.3 仿真分析37-44
• 3.3.1 DC/DC仿真37-39
• 3.3.2 AC/DC仿真39-44
• 4 光儲式電動汽車充電站的設(shè)計(jì)及其協(xié)調(diào)控制44-58
• 4.1 光儲式電動汽車充電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44-47
• 4.1.1 光伏電動汽車充電站常規(guī)設(shè)計(jì)方案44-45
• 4.1.2 本文光儲式電動汽車充電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45-47
• 4.2 充電站微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制策略47-52
• 4.2.1 混合儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制47-48
• 4.2.2 充電站微電網(wǎng)運(yùn)行模式48-49
• 4.2.3 直流母線電壓分層協(xié)調(diào)控制49-52
• 4.2.4 充電站中央控制結(jié)構(gòu)52
• 4.3 仿真分析52-58
• 4.3.1 孤島運(yùn)行53-55
• 4.3.2 并網(wǎng)運(yùn)行55-58
• 5 基于SOC的改進(jìn)型準(zhǔn)PR下垂控制研究58-72
• 5.1 充電站與其他DG并聯(lián)運(yùn)行58
• 5.2 下垂控制功率外環(huán)研究58-63
• 5.2.1 基于功率耦合的通用下垂控制58-60
• 5.2.2 基于SOC的改進(jìn)型下垂控制60-63
• 5.3 下垂控制電壓電流內(nèi)環(huán)研究63-65
• 5.3.1 內(nèi)環(huán)PI、PCI、PR控制63-64
• 5.3.2 本文準(zhǔn)PR內(nèi)環(huán)控制設(shè)計(jì)64-65
• 5.4 仿真分析65-72
• 5.4.1 準(zhǔn)PR控制與其他控制方式的對比65-66
• 5.4.2 基于SOC改進(jìn)型下垂控制孤島運(yùn)行66-69
• 5.4.3 改進(jìn)型下垂控制的并網(wǎng)離網(wǎng)切換69-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 研究生期間發(fā)表論文及科研情況79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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  本文關(guān)鍵詞：光儲式電動汽車充電站的設(shè)計(jì)與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：367960