發(fā)布時間：2019-12-02 11:41

【摘要】：隨著電動汽車(Electric Vehicles,EVs)的普及和智能電網(wǎng)(Smart Grid)的應用,電動汽車一方面采用雙向充放電裝置從電網(wǎng)接收有功為車載電池充電,另一方面其通過雙向充電機將車載電池中的電能送往電網(wǎng)這種車網(wǎng)互聯(lián)技術(Vehicle to Grid,V2G)越來越受到大家的普遍重視。V2G技術必將成為未來智能電網(wǎng)建設與應用發(fā)展中的重要方向之一,同時雙向充電機在實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)之間雙向能量互換的過程中扮演著重要的角色。本文主要研究適用于單相和三相電網(wǎng)的V2G車載雙向主電路及其控制的關鍵技術。開篇描述了V2G的概念、實現(xiàn)方法和對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的作用,并簡單介紹了目前V2G技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及車載雙向充電機的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。隨后本文對V2G的拓撲結(jié)構(gòu)以及V2G系統(tǒng)中運用的DC-DC和AC-DC雙向變換器的拓撲結(jié)構(gòu)進行介紹,并選取了適合的拓撲結(jié)構(gòu)作為研究方向。然后分析了三相雙向AC-DC變換器的在靜止和旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型以及轉(zhuǎn)換矩陣,簡要介紹了基于各個坐標系的控制方法。論文重點研究了適用于單相和三相電網(wǎng)的V2G車載充電機的控制策略。其中主要研究了適用于單相和三相電網(wǎng)電壓屬性跟蹤的鎖相環(huán);雙向AC-DC變換器的電流控制回路;以及所提出控制策略在單相和三相電網(wǎng)情況下所選取的脈沖寬度調(diào)制指數(shù)的關系。本文基于上述控制方法,在MATLAB Simulink平臺上搭建了V2G單相和三相運行統(tǒng)一控制模型。其中對論文中所提出的電網(wǎng)電壓屬性跟蹤方法、VSI電流控制回路進行了仿真驗證,所述控制方法表現(xiàn)出了良好的控制效果,驗證了仿真策略的有效性。最后通過所搭建的模型進行了V2G單相和三相四象限運行仿真,驗證了所提出控制方案的良好效果。
【圖文】：

受控狀態(tài)下能夠與電網(wǎng)實現(xiàn)電能雙向互換（充/放電）功能。在 V2G 模中的電池作為一個綠色分布式儲能單元，在電網(wǎng)負荷較低和電池電量較給電動汽車以維持其正常運行并存儲剩余能量，當電網(wǎng)負荷過高時，處動汽車利用車載或者外接電力電子裝置向電網(wǎng)饋電[12-13]。根據(jù)對每天用的行為統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)許多電動汽車平均一天只有大約 2 小時處于運行狀態(tài)[部分用戶的電動汽車在一天內(nèi) 90%的時間段處于停止狀態(tài)。當接入電網(wǎng)電動汽車的數(shù)量足夠大時，可以將這些電動汽車電池作為分布式儲能設給電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻、旋轉(zhuǎn)備用等服務。圖 1-1 所示為 V2G 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，電動汽車可以采用單獨或者集體連，在這個系統(tǒng)中，電能由傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠或者風力發(fā)電等可再生新能至電網(wǎng)，，電動汽車和電網(wǎng)之間實現(xiàn)電能的互動。當電網(wǎng)方面電力供應不足度中心生成調(diào)度信號，并向電動汽車發(fā)出信號，電動汽車收到調(diào)度信號后網(wǎng)；當發(fā)電單元產(chǎn)能過剩時，電力調(diào)度中心發(fā)送供應信號給電動汽車，電開始充電吸收電網(wǎng)的剩余電能。
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U469.72;TP273

【參考文獻】

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本文編號：2568756