电动汽车充电站的电能质量综合治理研究

【摘要】随着全球环境污染的加剧、石油资源的日益枯竭,电动汽车因以电代油,具有零排放、无污染、低噪声等优点,越来越受到各国政府和汽车企业的重视,成为实现本国的可持续发展一个重要手段,近几年发展十分迅速。因此,电动汽车一些关键技术逐步成为目前研究的热点。针对电动汽车充电站工作过程中引起的电能质量问题,搭建了电动汽车充电站的仿真模型,并在该模型的基础上分别对单台和多台电动汽车充电机投运后引起的谐波和无功问题进行了研究。总结出了单台和多台电动汽车充电机运行过程中谐波和无功的特点,为下面电能质量的治理打下坚实的基础。对有源电力滤波器进行了分类,对各自的特点进行了分析。在考虑电动汽车充电站并网运行过程中谐波和无功的特点的前提下,利用一种注入式混合型有源电力滤波器来治理电能质量。在滤波过程中,有源电力滤波器既不承受基波电压也不承受基波电流,从而减小了有源电力滤波器的容量,降低了治理成本,并兼具有源电力滤波器和无源电力滤波器的优点,既能治理谐波也能补偿无功。分析了混合型有源电力滤波器的结构和工作原理,针对电动汽车充电站谐波的特点对无源部分进行了设计。在混合型有源电力滤波器控制过程中,针对现阶段电网谐波和无功检测方法中普遍存在的时延、检测精度低等不足,利用一种改进型d-q变换的算法来检测谐波和无功。该方法对三相电流与电压进行d-q变换后,再对相应的分量进行分离,最终实现对谐波与无功电流的检测,具有检测速度快、精度高、能够检测出n次谐波电流的优点。利用改进型规则采样法进行PWM调制,与传统规则采样法相比,实时性好,进一步提高了调制精度。并进行仿真将传统控制方法与改进型控制方法作比较,仿真结果验证了改进型控制方法的有效性和先进性。重点介绍了系统参数的设计方法。利用Matlab/Simulink模块搭建系统仿真模型进行仿真,并且搭建了系统的实验样机进行实验。仿真结果和用电能质量分析仪采集到的实验数据表明：投入注入式混合型有源电力滤波器后,电动汽车充电站的谐波电流总畸变率大大降低,无功得到补偿,功率因数得到提高,从而验证了该方法的有效性和实用性。对本文的工作进行了总结,对下一步展开的工作和研究方向做出了展望。
【作者】吴青峰；
【导师】党存禄；葛智平；
【作者基本信息】兰州理工大学，电气工程，2014，硕士
【关键词】电动汽车充电站；混合型有源电力滤波器；改进型d-q变换算法；改进型规则采样法；谐波抑制；无功补偿；

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