原文传递
V2G应用中集成充电系统逆变运行特性研究
| 论文题名： | V2G应用中集成充电系统逆变运行特性研究 |
| 关键词： | 电动汽车;集成充电系统;并网逆变;运行特性;V2G模式 |
| 摘要： | 电动汽车的普及促进了电网与电动汽车之间能量转换技术(Vehicle to Grid， V2G技术)的不断发展，具有V2G功能的电动汽车受车载式充电机体积及传输功率的限制，不能实现大功率能量转换。然而在电动汽车停驻时，如果将具有较高功率等级的驱动系统组件加入到充电机中不仅可以节约有限的空间，还可以提高系统的功率等级，所以这种适用于V2G服务的集成式充电机成为一个研究热点。 因为V2G模式下，充电机在向电网馈电过程中要具有较宽的功率输出范围，较快的响应速度，而且还要满足严格地并网电流谐波要求。所以基于上述条件，本文主要研究一种集成充电机结构在并网逆变运行时的输出特性。其中前级为Z源变换器，后级为三相逆变器，并且采用三阶滤波装置。 本文首先分析了双向充电机拓扑结构的选择以及工作原理，包括升压原理、调制技术等。通过建立系统并网运行时的数学模型，并且结合电网馈电的各种要求，提出了直流侧和交流侧的控制策略，为集成系统的分析以及搭建并网系统实验平台奠定基础。 由于电动汽车自身空间的限制，本文提出了一种基于 LCL滤波的集成式系统结构，即在并网运行模式中用电驱动系统的功率变换器代替并网逆变单元，用电机绕组来代替两组滤波电感，通过改变电机绕组连接方式来确保运行过程中不会产生电磁转矩，仿真结果表明三相定子绕组产生的最大转子转矩波动值较小。在此基础上改善了集成结构的控制方法，在控制系统中将得到的采样变量乘以相应系数矩阵可以有效减小各绕组之间互感的影响。另外采用一种基于集成系统的有源阻尼方法，有效降低了集成系统谐振点处的谐波含量，符合并网电流对各频次谐波的要求。 搭建Z源并网实验平台，通过并网运行实验，验证了系统的可行性。在控制系统中加入反馈的电容电流环抑制了三阶滤波结构在谐振频率处产生的谐振尖峰，保证并网电流满足公用电网谐波要求。为了减少电流传感器带来的系统不稳定因素，用一种滤波电容电流估算算法代替电流传感器，将电容估算算法中所用到的积分器用两个串联的低通滤波器来代替，实验结果表明估算算法同样能达到较好地有源阻尼效果。 |
| 作者： | 牛浩楠 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 张千帆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
