申请/专利权人：国家电网公司东北分部

申请日：2022-04-08

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN114629127B

主分类号：H02J3/12

分类号：H02J3/12;H02J3/16;H02J3/32;H02M3/00;H02M3/335;H02M7/72;H02M7/797;B60L53/60;B60L53/63;B60L55/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.07.01#实质审查的生效;2022.06.14#公开

摘要：电动汽车充电站参与电网调压的建模与控制方法，涉及电力系统新能源设备建模与控制领域。为了解决目前还没有一种方法能够从电力系统层面上对充电机负荷模型及其电压支撑特性进行控制的问题。本发明在建立含有电压源型PWM整流器、移相全桥ZVS直流变换器等设备的充电机模型的基础上，利用平均开关模型和阻抗模型对充电机进行了模型简化，并且采用下垂控制与电压支撑控制相结合的控制方法实现了充电站参与电网调压的目的。本发明可以在电网电压跌落时提供无功支撑，改善系统电压质量，提高系统电压稳定性。本发明主要从电力系统层面上对充电机负荷模型及其电压支撑特性进行控制。

主权项：1.一种电动汽车充电站参与电网调压的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：充电机为包括三相PWM整流器、DC-DC变换器的两级式结构，电动汽车充电站拓扑结构采取共直流母线结构，即：各个电动汽车的动力电池通过DC-DC变换器并联至直流母线并通过同一台三相电压源型PWM整流器经交直流变换连接至交流电网；三相电压源型PWM整流器控制器的外环为电压环，内环为电流环；电压环给定直流母线电压参考值，通过PI控制输出d轴电流给定值；电流环采用前馈解耦控制策略，采用PI调节器输出ud、uq，ud轴电流控制直流电压Vdc，uq轴电流控制网侧功率因数；三相电压源型PWM整流器的每相桥臂的开关器件等效为一个受控电压源和受控电流源的组合；三相电压源型PWM整流器的采用平均开关模型进行等效确定等效电路：用va、vb、vc模拟整流器并网点三相电源，N为三相电源的中性点，rL和L为整流器并网的等效阻抗，da、db、dc分别表示三相桥臂上开关器件的占空比，ia、ib、ic分别表示流过开关器件的电流，Vdc为整流器输出的直流电压，将开关器件等效成受控源后通过滤波电容C和电阻rC接入下一级的DC-DC变换器；利用相同的方式将DC-DC变换器的模型简化为平均开关模型；直接将用作PWM调制的电压作为控制三相电压源型PWM整流器和DC-DC变换器等效受控电压源的参考电压；两级式结构的直流充电机中，通过输入阻抗等效的方式模拟DC-DC变换器和电池负载，得到简化的充电机模型；通过输入阻抗等效的方式模拟DC-DC变换器和电池负载，得到简化的充电机模型的过程包括以下步骤：将电池可以视为恒功率负载；在上述平均开关模型的基础上将DC-DC变换器和电池负载进行阻抗等效；在阻抗简化模型中，充电机前一级的PWM整流模型仍采用平均开关模型，充电机后一级的DC-DC变换器和电池负载等效成可变电阻Rin，并在阻抗简化模型中加上滤波器，把DC-DC变换器和电池负载等效为一个滤波器和负载电阻；充电机后一级的DC-DC变换器和电池负载等效成可变电阻Rin的表达式下： 式中，Rin为DC-DC变换器输入阻抗；Uin、Iin分别为DC-DC变换器阻抗Rin对应的电压、电流；Pint为DC-DC变换器输入功率；Pot为DC-DC变换器输出功率，即电动汽车充电功率；η为变换器效率；对于充电站，即多个直流变换器并联的共直流母线结构，根据充电功率等效为电阻并联进行计算。

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