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具有V2G功能的光伏并网系统研究
| 论文题名： | 具有V2G功能的光伏并网系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;光伏并网系统;充放电功能;V2G功能 |
| 摘要： | 光伏并网技术作为解决能源危机与环境污染的有效手段之一而得到人们的广泛关注，其中建筑集成式光伏并网系统具有良好的应用前景。全球石油资源的不断消耗及其带来的环境污染促使了电动汽车的快速发展，电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid，V2G)技术也成为了研究热点，这也符合智能电网的要求，为了完成V2G技术，最基础的便是研究可行的电动汽车充放电机。考虑将两级式电动汽车充放电机中的双向DC/DC变换器接在两级式光伏并网系统的直流母线上，便可构成具有V2G功能的光伏并网系统。 在具有V2G功能的光伏并网系统的拓扑结构选择上，选取了Boost变换器作为光伏阵列前级变换器，为了实现电动汽车蓄电池的充放电功能，选取了两相交错并联半桥型变换器作为双向DC/DC变换器，不仅结构简单，而且易于控制。与电网相连的双向DC/AC变换器采用了本文提出的一种新型单相三电平DC/AC变换器，结合单相SVPWM调制技术后，不仅可以降低开关频率，减小开关损耗，而且易于控制分压电容的中点电位平衡。 从滤波效果及滤波器的体积考虑，选取了LLCL滤波器作为滤波单元，其滤波效果比LCL滤波器更好，因此可以进一步地减小滤波器的电感值。但是LLCL滤波器同样存在谐振尖峰的问题，研究了两种有源阻尼策略以抑制其谐振尖峰，并将电流双闭环有源阻尼法应用到具有V2G功能的光伏并网系统中。给出了LLCL滤波器的参数设计原则。 在系统控制策略上，对Boost变换器的控制主要是实现光伏阵列最大功率点跟踪功能，而对两相交错并联半桥型变换器的控制则是为了完成电动汽车蓄电池的充放电功能。电池充电方式采用二阶段充电法，采用电压电流双闭环控制，而放电方式则采用恒流放电。对并网DC/AC变换器采取直流母线电压外环，并网电流内环的双闭环控制。以带谐波补偿器的比例谐振控制器作为电流环的控制器，针对比例谐振控制器在谐振频率处存在相位跳变的特性，提出了采用超前校正环节的相位超前特性对比例谐振控制器进行相位补偿以增强稳定性。由于直流母线电压存在频率为2倍基波频率的纹波电压，因此电压外环中采用了陷波器来抑制该纹波电压对控制系统的干扰。 根据系统指标要求，设计了主电路参数，并在Matlab/Simulink中搭建系统仿真平台，主要验证了LLCL滤波器的滤波效果，比例谐振控制器经过相位补偿后对系统稳定性的改善，以及具有V2G功能的光伏并网系统各个工作模式的正确性和可行性。 |
| 作者： | 邱晓明 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王明渝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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