[发明专利]一种改善电能质量的电动汽车充电站的设计及控制方法

说明书

本发明涉及智能配电网接入技术领域，具体而言，涉及一种改善电能质量的电动汽车充电站的设计及控制方法，包括：基于交流侧的线电压计算得到直流电压，根据所述直流电压确定稳压电容，对AC/DC双向变换器进行选型；根据电能双向变换运行要求，确定斩波器的电感值；根据电池的电压波动值，确定斩波器的滤波电容，对DC/DC双向直流斩波器进行选型；根据AC/DC双向变换器产生的谐波和功率变换造成的电压波动抑制要求，对配电网静止同步补偿器DSTATCOM进行选型；基于以上选型明确充电站的拓扑结构。本发明可有效改善充电站自身及接入配网的电能质量，以此实现绿色运行。

技术领域

本发明涉及智能配电网接入技术领域，具体而言，涉及一种改善电能质量的电动汽车充电站的设计及控制方法。

背景技术

V2G是指电动汽车和配电网之间的双向通信，其能量在受控状态下实现与配电网之间的双向互动和交换(充/放电)，同时，V2G也是智能电网的重要组成部分。这样，电动汽车就不再只是电力的消费体，它的动力电池也能作为绿色移动储能单元，可以在电动汽车处于闲置状态时，接入配电网，为配电网提供电力。V2G技术的推广将会使得电动汽车和配电网之间实现能量的交流互动。

然而，随着大量的电动汽车充电设施接入配电网，也会给配电网带来电压波动增加、谐波含量加剧等一系列不良效应，因此，迫切需要充电站改善自身和接入配网的电能质量，以此实现绿色运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善电能质量的电动汽车充电站的设计及控制方法，以解决背景技术中所指出的大量的电动汽车充电设施接入配电网，给配电网带来电压波动增加、谐波含量加剧等一系列不良效应的问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种改善电能质量的电动汽车充电站设计方法，包括：

A.基于所述交流侧的线电压计算得到直流电压，根据所述直流电压确定稳压电容，根据直流电压及稳压电容，对AC/DC双向变换器进行选型；

B.根据电能双向变换运行要求，确定斩波器在充电模式及电池向电网反向放电模式下的电感值；根据电池的电压波动值，确定斩波器的滤波电容，根据电感值及滤波电容，对DC/DC双向直流斩波器进行选型；

C.根据AC/DC双向变换器产生的谐波和功率变换造成的电压波动抑制要求，设计三相电压源变流器、接口电感以及直流稳压电容，对配电网静止同步补偿器DSTATCOM进行选型；

D.通过对AC/DC双向变换器、DC/DC双向直流斩波器以及配电网静止同步补偿器DSTATCOM进行选型，明确充电站的拓扑结构。

根据一种优选实施方式，步骤A中计算直流电压的表达式如下：

上式中，V_dc表示直流电压，V_L-L表示交流侧的线电压，m表示调制比。

根据一种优选实施方式，步骤A中确定稳压电容的表达式如下：

上式中，C表示稳压电容，P_dc表示最大直流充电功率，f表示电网频率，ΔV_dc表示纹波电压。

根据一种优选实施方式，步骤B中，确定斩波器在充电模式下的电感值的表达式如下：

上式中，L_bf表示电感值，D表示占空比，V_b表示电池端的充放电压，D＝V_b/V_dc，fs表示斩波器的开关频率，ΔI_L表示纹波电流；

确定斩波器在电池向电网反向放电模式下的电感值的表达式如下：