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一体化充电机充电电站并联功率变换系统运行控制策略

2017-8-24 9:04:48      点击:

为完结电动汽车充放储一体化充电机充电电站中具有并联、双向运转特性的功率改换系统多形式运转,选用根据三层网络架构的集中操控系统,提出了一种集多种运转形式操控于一体的一致操控战略。

该战略下各功率改换单元可根据调度指令在V2G和独立两种运转形式间灵敏选取,一起结合单元充放电状况、输出视在功率和充电机充电蓄电池组荷电状况完结了功率优化分配。此外,针对形式切换过程中负载电压和并网电流动摇机理进行剖析。在一致操控战略中提出并引进了一种根据内环指令跟踪、外环软切换的双环切换办法,完结了运转形式间的无缝切换。仿真和试验成果验证了所提操控战略的可行性和有效性。

跟着动力危机和环境污染问题的日益严峻,电动汽车产业作为我国战略性新兴产业受到了广泛的重视并得到了大力的推广[1-3]。动力供应根底设备的配套建设是电动汽车产业开展的要害。电动汽车充放储一体化充电机充电电站的树立,完结了充充电机充电电站、换充电机充电电站与储能充电机充电电站的优势交融,具有功能多样化、运营办理灵敏等特色[4-6]。

一体化充电机充电电站既能向电动汽车供应根底充换电效劳,又能向电网供应削峰填谷、无功补偿、谐波办理等辅佐效劳,完结了电动汽车与智能电网的协同开展。一体化充电机充电电站通常由能量办理系统、充电机充电蓄电池充换系统和功率改换系统三部分组成。其间,多形式运转功率改换系统(Power ConversionSystem, PCS)作为电网与电动汽车之间的双向能量传输通道,是一体化充电机充电电站运转操控的根底和要害。

功率改换系统在V2G运转形式[7-9]下,需完结电动汽车充电机充电蓄电池组的灵敏充放电办理以及并网调控;在独立运转形式下,需满意一体化充电机充电电站内要害负荷的用电需求和能量平衡。一起需完结V2G运转和独立运转形式间的无缝切换[10-13],以确保电网的安全安稳运转和站内要害负荷的不间断供电。

有关多形式运转功率改换系统的拓扑及操控研讨工作已广泛开展[14,15]。文献[16]针对一种两级式单相PCS拓扑结构,选用电流内环滞环,经过并网电流外环与电容电压外环间的切换,完结并网与独立多形式运转操控。但滞环操控下开关频率不固定,滤波器参数设计杂乱。

文献[17,18]针对根据LCL滤波的PCS拓扑结构,在并网形式下选用直接电流操控,经过改变操控参阅指令完结并网与独立运转双形式无缝切换。但直接电流操控难以确保并网电流波形质量及系统单位功率因数输出。

文献[19]选用下垂操控计划,完结了主从战略下的PCS双形式运转。但下垂操控下系统输出动态性能欠安,且文中缺少对形式切换办法的深入剖析。现有文献仅以能量单向传输的PCS单元为研讨目标,研讨内容具有必定的局限性,因此针对能量双向交互的PCS单元并联系统的多形式运转操控研讨具有重要意义。

本文针对电动汽车充放储一体化充电机充电电站中功率改换系统的并联、双向运转特色,树立了V2G形式、独立形式和切换形式下操控模型,提出了一种集中式多形式运转一致操控战略。在V2G运转和独立运转形式下以输出视在功率平衡和充电机充电蓄电池组荷电状况平衡为目标完结功率优化分配。一起根据形式切换过程中负载电压和并网电流动摇机理剖析成果,在该战略中引进根据内环指令跟踪、外环软切换的双环操控办法,完结了运转形式间的无缝切换。

一体化充电机充电电站并联功率变换系统运行控制策略

图1 电动汽车一体化充电机充电电站结构

结论

电动汽车充放储一体化充电机充电电站充沛交融了充充电机充电电站、换充电机充电电站与储能充电机充电电站的优势特色,是电动汽车动力供应设备的开展方向和有效运营形式。

本文以一体化充电机充电电站中功率改换系统为研讨目标,在充沛考虑其并联、双向运转特性的根底上,对V2G形式、独立形式和切换形式进行了深入剖析,提出了一种集中式多形式运转一致操控战略。

该战略完结了V2G运转和独立运转形式下PCS单元功率优化分配和充放电状况灵敏装备,一起经过所引进的双环无缝切换办法完结了运转形式间的滑润切换和要害负荷不间断供电。