電動(dòng)汽車充電諧波對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的影響與抑制補(bǔ)償方法研究

王淑雅

摘 要：電動(dòng)汽車作為替代傳統(tǒng)化石燃料汽車的新型汽車，在節(jié)能減排方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。文中分析了電動(dòng)汽車在微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行情況下充電產(chǎn)生的諧波對(duì)微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，以及針對(duì)諧波的影響，提出了抑制補(bǔ)償諧波的二級(jí)控制策略，在初級(jí)控制的基礎(chǔ)上加入諧波補(bǔ)償器，通過Matlab系統(tǒng)下的SimuLink仿真證實(shí)了該策略的有效性。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;并網(wǎng)微電網(wǎng);諧波抑制;分層控制

中圖分類號(hào)：TP39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2019）02-00-02

0 引 言

電動(dòng)汽車（Electric Vehicle，EV）是中國的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[1]。與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車充電方式相比，未來的電動(dòng)汽車更多地處于微網(wǎng)環(huán)境中，尤其是在微電網(wǎng)的“光儲(chǔ)充一體化”環(huán)境下充電[2]。在微電網(wǎng)環(huán)境中為電動(dòng)車輛充電會(huì)產(chǎn)生影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的諧波。目前，關(guān)于微電網(wǎng)環(huán)境下的電動(dòng)汽車充電諧波的研究大部分在離網(wǎng)條件下進(jìn)行[3]。由于微電網(wǎng)在并網(wǎng)模式下頻率f和電壓V會(huì)得到大電網(wǎng)的支持，因此相比離網(wǎng)，電網(wǎng)車輛在并網(wǎng)微電網(wǎng)下的運(yùn)行更為常見[4]。文獻(xiàn)[5]研究了電動(dòng)汽車的充電過程，并提出電動(dòng)汽車充電電池充電過程中的輸出功率函數(shù)關(guān)系。文獻(xiàn)[6]針對(duì)離網(wǎng)情況下電動(dòng)汽車充電產(chǎn)生的諧波提出了一種主要控制策略。文獻(xiàn)[7]研究了電網(wǎng)連接模式下電動(dòng)汽車充電的諧波效應(yīng)。

針對(duì)上述不足，本文提出一種新的控制策略，在初級(jí)控制的基礎(chǔ)上增加諧波補(bǔ)償器，形成二次控制，將二次控制層測(cè)量并與參考值進(jìn)行比較得到的差值作為補(bǔ)償量反饋給初級(jí)控制。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果仿真

為了驗(yàn)證本文提出的微電網(wǎng)諧波抑制分層控制策略的有效性，利用Matlab搭建仿真模型，如圖4所示。

仿真結(jié)果如圖5所示。可以看出，在添加諧波補(bǔ)償器后，微電網(wǎng)的輸出電流得到顯著改善。由二次控制產(chǎn)生的電流輸出的正弦性得到保證，并且由非線性負(fù)載引起的微電網(wǎng)電流的總諧波失真率也顯著降低，滿足要求。電流諧波總畸變率如圖6所示。

根據(jù)以上分析，當(dāng)電動(dòng)車輛在并網(wǎng)環(huán)境中充電產(chǎn)生諧波時(shí)，添加基于主控制的二次控制可以降低輸出電流的總電流諧波失真率，進(jìn)而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié) 語

本文針對(duì)電動(dòng)汽車在并網(wǎng)環(huán)境中充電產(chǎn)生大量諧波的問題，提出一種抑制并網(wǎng)諧波補(bǔ)償?shù)姆謱涌刂撇呗浴８鶕?jù)對(duì)仿真情況的分析，二級(jí)控制通過補(bǔ)償?shù)?和第7諧波來抑制由電動(dòng)車輛在并網(wǎng)環(huán)境中產(chǎn)生的諧波。仿真結(jié)果表明，當(dāng)電動(dòng)汽車在并網(wǎng)環(huán)境中充電時(shí)，控制策略可以抑制諧波對(duì)系統(tǒng)的影響，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]黎金英.微電網(wǎng)分層控制及其電能質(zhì)量改善研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2015.

[2]王鶴.含多種分布式電源的微電網(wǎng)運(yùn)行控制研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2014.

[3]黎金英，艾欣.含多種分布式電源的微電網(wǎng)分層控制策略[J].寧夏電力，2016（3）：16-21.

[4]趙杰，王碩，沈大力，等.基于多種分布式電源的微電網(wǎng)控制策略與仿真[J].中國電力，2013，46（7）：105-110.

[5]劉明志，張軍，于建成，等.電動(dòng)汽車充電設(shè)施的接入對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的影響[J].電工電能新技術(shù)，2013，32（1）：71-75.

[6]牛利勇，姜久春，張維戈.純電動(dòng)公交充電站諧波分析的模型方法[J].高技術(shù)通信，2008，18（9）：953-957.

[7]張衡，任玉蘭.配電網(wǎng)諧波的產(chǎn)生與危害治理[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011（9）：108.

[8] LEOU R C，SU C L，LU C N. Stochastic analyses of electric vehicle? charging impacts on distribution network[J]. IEEE trans. on power system，2013，29（3）：1-9.

[9]楊毅，雷霞，葉濤，等.考慮安全性與可靠性的微電網(wǎng)電能優(yōu)化調(diào)度[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014（19）：3080-3088.

[10]陳新琪，李鵬，胡文堂，等.電動(dòng)汽車充電站對(duì)電網(wǎng)諧波的影響分析[J].中國電力，2008，41（9）：31-36.