关键词：电动汽车;;无序充电;;蒙特卡洛;;车载充电机;;单周期控制;;谐波
摘 要：电动汽车在环境保护、节约能源等方面有着无可比拟的优势,因此电动汽车目前已得到了广泛使用。电动汽车车载充电机内部含有大量非线性电力电子元件,当电动汽车大规模接入电网,会给电网带来谐波污染。为了避免用户在用电高峰期集中充电,需要对电动汽车充电行为进行控制,但是目前无序充电是电动汽车主要的充电形式。在无序充电模式下,电动汽车大量接入电网不仅会增加电网的用电负荷,而且会产生大量的谐波电流影响电网电能质量。因此,研究无序充电模式下电动汽车产生的谐波分布规律,对采取合理措施消除谐波污染具有重要意义。论文从电动汽车充电负荷建模和电动汽车车载充电机建模两个方面进行研究。首先,对有源功率因数校正技术的常用控制方法进行比较,确定选用单周期控制技术作为论文有源功率因数校正技术的控制方法。选择整流+有源功率校正技术+DC/DC变换结构的车载充电机作为研究对象,对车载充电机主电路的相关元器件参数进行了计算,搭建了车载充电机模型,并采用非线性等效电阻对该模型DC/DC变换进行简化处理,使用FFT和小波变换法对车载充电机的输入电流进行了谐波特性分析。接着,采用蒙特卡洛法对电动汽车充电负荷进行建模,仿真分析了无序充电模式下住宅区电动汽车的充电负荷曲线,并将充电负荷曲线与住宅区日负荷曲线进行比较,分析电动汽车充电负荷对住宅区配电网的影响。在Simulink平台搭建住宅区充电站模型,根据无序充电模式下电动汽车的负荷分布情况和电动汽车车载机模型模拟了不同时刻下电动汽车充电情况,并用FFT对充电电流进行谐波分析。仿真结果表明,当电动汽车充电负荷达到最大的时候,其对单相电源产生的电流总谐波畸变率也最大;充电期间3次谐波的含量高于其它各次谐波,且随着充电负荷的增加3次谐波的含量也会随之缓慢增长;基于单周期控制的APFC技术能有效地抑制各次谐波电流,降低电动汽车充电时给电网带来的谐波污染。
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