基于MMC的大規(guī)模電動汽車集群集成網(wǎng)絡及控制研究.pdf

1、近年來由于環(huán)境污染和能源危機，電動汽車和新能源發(fā)電已經(jīng)成為工業(yè)界和學術界關注的焦點。具有“源”“荷”雙重特性的電動汽車將在新能源發(fā)電滲透率很高的電網(wǎng)中起到維持系統(tǒng)穩(wěn)定的重要作用，電動汽車作為儲能和可控負荷來維持系統(tǒng)穩(wěn)定可以降低配備儲能的成本，減緩電網(wǎng)升級的速度。
　　但是如何充分利用電動汽車功率雙向特性，同時考慮電動汽車用戶的用戶需求，是大規(guī)模電動汽車與電網(wǎng)高效集成的關鍵問題。模塊化多電平變換器可能成為一種將電動汽車集群與電網(wǎng)集成

2、的高效拓撲，相比較于傳統(tǒng)MMC變換器用于電動汽車的MMC網(wǎng)絡結構控制具有以下難點:即傳統(tǒng)子模塊電壓可以通過控制子模塊電容吸收或者釋放的能量來控制，本文所提的結構中子模塊電壓由電動汽車電池端電壓決定，不同的電動汽車具有不同的充電需求、不同的SOC和不同的端電壓，因此維持并網(wǎng)接口三相功率平衡、控制環(huán)路電流都將是新的挑戰(zhàn)。本文圍繞模塊化多電平變換器在電動汽車與電網(wǎng)集成中的應用展開研究，其主要工作與創(chuàng)新點如下:
　　1.提出一種將MMC子

3、模塊作為電動汽車充電接口的新型電動汽車集群集成于電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構。分析了基于MMC的網(wǎng)絡結構、運行原理，并對其進行d-q坐標系下的建模，根據(jù)建模結果設計了本文仿真案例下的系統(tǒng)容量及電路參數(shù)。
　　2.提出了基于虛擬SOC模型的多目標功率管理策略，同時實現(xiàn)用戶充放電功率差異化控制、保證并網(wǎng)接口電能質量控制和響應電網(wǎng)調度控制。所提的功率管理策略主要包括:考慮用戶需求的集成網(wǎng)絡系統(tǒng)與電網(wǎng)交互功率管理策略，基于零序電壓和環(huán)路電流的相間功率管

4、理策略，基于環(huán)路電流的上下橋臂之間功率管理策略，以及基于載波層疊調制策略和基于載波移相調制策略的橋臂內子模塊間功率管理策略。
　　3.在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了含72臺EV的基于MMC的大規(guī)模電動汽車集群集成網(wǎng)絡仿真模型，分別對基于載波層疊調制策略下電動汽車充電狀態(tài)、放電狀態(tài)以及基于載波移相調制策略下電動汽車充電狀態(tài)、放電狀態(tài)和充放電切換狀態(tài)五種情形進行了仿真，仿真結果表明各臺電動汽車充放電功率可以按照用戶需求差