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

王淑雅

摘 要：電動汽車作為替代傳統(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，是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。文中分析了電動汽車在微電網(wǎng)并網(wǎng)運行情況下充電產(chǎn)生的諧波對微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，以及針對諧波的影響，提出了抑制補償諧波的二級控制策略，在初級控制的基礎(chǔ)上加入諧波補償器，通過Matlab系統(tǒng)下的SimuLink仿真證實了該策略的有效性。

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

中圖分類號：TP39文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）02-00-02

0 引 言

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

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

3 實驗結(jié)果仿真

為了驗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，當電動車輛在并網(wǎng)環(huán)境中充電產(chǎn)生諧波時，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，進而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié) 語

本文針對電動汽車在并網(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)諧波補償?shù)姆謱涌刂撇呗浴８鶕?jù)對仿真情況的分析，二級控制通過補償?shù)?和第7諧波來抑制由電動車輛在并網(wǎng)環(huán)境中產(chǎn)生的諧波。仿真結(jié)果表明，當電動汽車在并網(wǎng)環(huán)境中充電時，控制策略可以抑制諧波對系統(tǒng)的影響，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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