摘要：V2G(Vehicle to Grid)是指電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)之間進(jìn)行能量與信息雙向傳遞的技術(shù)。具備V2G功能的電動(dòng)汽車可以在兼顧自身性能的前提下,向電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、無功補(bǔ)償、旋轉(zhuǎn)備用等服務(wù)。雙向充電機(jī)是電動(dòng)汽車向電網(wǎng)提供V2G服務(wù)的重要物理媒介。目前適用于V2G服務(wù)的車載雙向充電機(jī)是智能電網(wǎng)與電動(dòng)汽車能量管理的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于V2G模式要求充電機(jī)不僅具有充電功能,還有向電網(wǎng)饋電的功能,與電網(wǎng)互動(dòng)時(shí)需要較寬的功率輸出范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行,提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,而且大規(guī)模運(yùn)行時(shí)對(duì)于諧波要求更嚴(yán)。

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本文對(duì)V2G用車載式充電機(jī)及其諧波與效率問題進(jìn)行研究?；谏鲜鲆髮?duì)3.3k W的兩級(jí)式車載雙向充電機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。前級(jí)AC-DC變換器采用單相PWM整流電路,后級(jí)DC-DC變換器采用雙向有源橋式電路。在V2G調(diào)頻信號(hào)控制下,充電機(jī)的輸出功率范圍會(huì)變寬,輕載時(shí)電流紋波比例變大與電流響應(yīng)速度變慢而引起過零點(diǎn)畸變。傳統(tǒng)的控制器穩(wěn)態(tài)誤差也會(huì)增加。這些問題都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流諧波含量變大導(dǎo)致電能質(zhì)量下降。本文給出了準(zhǔn)PR控制與電流加權(quán)法的網(wǎng)側(cè)電流控制方法,并和傳統(tǒng)的分段PI控制等其他幾種控制方法的諧波抑制效果行了對(duì)比,通過Simulink仿真與實(shí)驗(yàn)證明了PR與電流加權(quán)復(fù)合控制可以將網(wǎng)側(cè)諧波限制在0.32%左右,并提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。充電機(jī)的DC-DC變換器輕載時(shí)拓?fù)渲械闹C振能量變?nèi)?開關(guān)損耗會(huì)加劇,使充電機(jī)在寬范圍輸出功率運(yùn)行時(shí)的平均效率偏低。針對(duì)這一問題,本文采用了PWM-SPS控制拓展軟開關(guān)范圍,提高DC-DC變換器輕載效率。此外PWM-SPS控制還可以減少DC-DC變換器的高頻變壓器電流,緩解器件的電流應(yīng)力,提高系統(tǒng)的可靠性。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線中可以看出PWM-SPS控制相對(duì)于傳統(tǒng)的移相控制的充電機(jī)效率優(yōu)勢(shì),額定效率達(dá)到95%以上,輕載效率提高了6%左右。