关键词：模块化多电平换流器;;电动汽车;;充放电系统;;不平衡控制
摘 要：能源危机以及日益严峻的环境问题,使得全社会各单位再次加大对节能减排工作的重视。电动汽车作为一种发展潜力巨大的交通工具,具有环保、节能的优势,是未来汽车行业发展的主要方向。模块化多电平换流器作为高压直流输电的重要组成部分,表现出极高的应用价值,其特点是功率等级高、功率双向流动、模块化,如果将MMC拓扑与电动汽车充放电结合,电动汽车的“源”“荷”双重特性将发挥更大的价值,用以实现电网削峰填谷、频率电压调整、事故备用等,对电网的安全、经济、稳定运行有重大意义。本文主要提出了一种基于MMC结构的规模化电动汽车充放电系统,并对其控制进行了研究。本文首先对当前电动汽车的充电方式、充电机的拓扑结构以及V2G技术的研究情况作了充分调研,并对目前把MMC结构应用到其他领域的情况作了详细介绍;对构成系统的三个主要部分进行了研究,依据调研及需求情况构建了电动汽车动力电池模型,并选择了合适的电动汽车接入方式。其次,深入研究了本文所提的充放电系统,分析了系统交、直流侧的数学模型,在此基础上,提出了系统换流器级控制策略,与载波移相调制对应的均压策略以及模块内部的升降压控制策略。在模块全接入电动汽车的工况下,对系统结构的可行性和控制策略的有效性进行了仿真验证,表明该系统兼具较高的灵活性和良好的电网友好性。最后,考虑到由于电动汽车随机性引起的不均衡问题,提出了相应的控制方案。详细推导分析了上、下桥臂的功率分布情况,并分别针对相间不平衡和桥臂间不平衡进行了讨论,得到了桥臂不同频次环流分量与相及桥臂功率的关系,进而设计了相应的控制方案解决上述问题,实现系统的稳定运行,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。
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