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含光伏电源的电动汽车换电站运行与控制研究
| 论文题名： | 含光伏电源的电动汽车换电站运行与控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车换电站;光伏电源;直流微电网;分布式控制策略 |
| 摘要： | 电动汽车与光伏发电是新能源领域的两大重要发展方向，本文以电动汽车换电站与光伏发电系统为研究对象，对光伏电源接入电动汽车换电站的能量分配方式、换电站配电系统的设计、站内直流微电网各单元接口变流器的拓扑结构及控制策略和系统的工作模式等问题进行了系统深入的研究。 论文首先介绍国内外电动汽车充/换电站的发展趋势及研究现状，阐述含光伏电源电动汽车换电站的研究意义，分析当前我国在该领域研究与应用中的不足，在此基础上提出对含光伏电源电动汽车换电站运行与控制研究的设想。 接着从可靠性分析的角度对电动汽车换电站典型拓扑结构进行研究，计算出了典型拓扑结构下换电站的可靠度与平均无故障时间。通过对典型拓扑结构的对比分析，权衡可靠性与经济性两项指标，考虑光伏电源接入的能量分配方式，设计含光伏电源电动汽车换电站的交直流混合供电系统。并对换电站在实际运行过程中的经营模式、对电力系统的影响与社会经济效益进行了分析。 然后，本文对换电站内直流微电网进行研究，其包含光伏单元、储能单元、充电单元、并网单元，对各单元接口变流器所采用的电路拓扑结构及其控制策略进行分析及原理的介绍，仿真验证各接口变流器所选拓扑结构及控制策略的准确性。 最后，本文对换电站的控制原则与系统的工作模式进行研究。在能量平衡的基础上，并结合换电站实际运行的情况，对换电站的直流微电网各单元采用分布式控制策略，各单元依据直流母线的电压值及系统运行状态的改变来自动切换其控制策略，实现各模块之间有功功率的最优分配。系统分为两种运行状态:并网运行与独立运行。为了最大限度的利用新能源，光伏电源始终工作在最大功率跟踪状态;充电装置用来对动力电池进行充电，在充电的过程中根据蓄电池的状态进行恒流与恒压充电控制的无缝切换。系统独立运行时，储能装置维持光伏电源与充电装置之间能量的平衡，根据直流母线的实际电压与参考值的比较判定其双向变流器的工作状态;系统并网运行时，并网装置通过自动切换整流与逆变的工作状态，实现电网与系统之间能量的双向流动，维持光伏电源与充电装置之间功率的平衡。论文最后对直流微电网系统的四种工作模式进行仿真，验证了本文对含光伏电源电动汽车换电站运行与控制研究的准确性。 |
| 作者： | 陈尚敏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 罗隆福 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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