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

1、近年來由于環(huán)境污染和能源危機(jī)，電動(dòng)汽車和新能源發(fā)電已經(jīng)成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。具有“源”“荷”雙重特性的電動(dòng)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(dòng)汽車作為儲(chǔ)能和可控負(fù)荷來維持系統(tǒng)穩(wěn)定可以降低配備儲(chǔ)能的成本，減緩電網(wǎng)升級(jí)的速度。
　　但是如何充分利用電動(dòng)汽車功率雙向特性，同時(shí)考慮電動(dòng)汽車用戶的用戶需求，是大規(guī)模電動(dòng)汽車與電網(wǎng)高效集成的關(guān)鍵問題。模塊化多電平變換器可能成為一種將電動(dòng)汽車集群與電網(wǎng)集成

2、的高效拓?fù)洌啾容^于傳統(tǒng)MMC變換器用于電動(dòng)汽車的MMC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)控制具有以下難點(diǎn):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(jié)構(gòu)中子模塊電壓由電動(dòng)汽車電池端電壓決定，不同的電動(dòng)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(dòng)汽車與電網(wǎng)集成中的應(yīng)用展開研究，其主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.提出一種將MMC子

3、模塊作為電動(dòng)汽車充電接口的新型電動(dòng)汽車集群集成于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分析了基于MMC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理，并對(duì)其進(jìn)行d-q坐標(biāo)系下的建模，根據(jù)建模結(jié)果設(shè)計(jì)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(biāo)功率管理策略，同時(shí)實(shí)現(xiàn)用戶充放電功率差異化控制、保證并網(wǎng)接口電能質(zhì)量控制和響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)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(luò)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(diào)制策略和基于載波移相調(diào)制策略的橋臂內(nèi)子模塊間功率管理策略。
　　3.在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了含72臺(tái)EV的基于MMC的大規(guī)模電動(dòng)汽車集群集成網(wǎng)絡(luò)仿真模型，分別對(duì)基于載波層疊調(diào)制策略下電動(dòng)汽車充電狀態(tài)、放電狀態(tài)以及基于載波移相調(diào)制策略下電動(dòng)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(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明各臺(tái)電動(dòng)汽車充放電功率可以按照用戶需求差