纯电动汽车充电系统稳定性与谐波特性研究

【摘要】纯电动汽车充电系统的稳定性与谐波特性随使用环境的改变而发生变化,本文以三相PWM整流器模块与DC-DC变换器模块组成的充电系统为研究对象,分析电网分布参数、动力电池特性、充电模块数量的变化对系统的稳定性、瞬态响应、谐波特性的影响,以便为纯电动汽车充电系统的设计提供理论和实践的支持。首先,建立了理想工作环境中的三相PWM整流器在dq坐标系中的降阶线性小信号二端口模型与DC-DC变换器在恒压充电模式与恒流充电模式中的线性小信号二端口模型。理想工作环境中充电机数学模型的建立为充电机在非理想工作环境中的稳定性、瞬态响应与谐波特性分析奠定了数学基础。在考虑输入电源与输出负载特性的情况下,建立了三相PWM整流器与DC-DC变换器的数学模型,找出了影响数学模型稳定性的关键因子。针对关键因子分析在理想使用环境下设计的充电机在非理想输入电源与非理想输出负载的情况下的稳定性与瞬态响应如何改变。研究表明：电源的输出阻抗与负载的输入阻抗共同作用影响充电系统的稳定性与瞬态响应,不同的负载类型对系统稳定性的影响程度不同,针对理想使用环境设计的充电机要留有足够的稳定裕量才能够在使用环境变化时仍然稳定。在充电系统的两种基本结构,即共交流母线结构与共直流母线结构中,建立了三相PWM整流器与DC-DC变换器的数学模型,找出了影响系统稳定性的关键因子。针对关键因子分析充电机组成充电系统后的稳定性与瞬态响应如何改变。研究表明：在交流母线或直流母线容量足够大时,母线上可以同时稳定运行的充电模块数量仍然是有限的,该数量可以使用母线输出阻抗与充电模块输入阻抗比值的根轨迹在虚轴上分岔点处的增益来估计。建立三相PWM整流器在dq坐标系中的Norton模型,将电网谐波电压与基波电压一同转换到dq坐标系中,分析电网输出阻抗与PWM整流器输入阻抗相互作用对电网中谐波电压引起的谐波电流的放大作用。研究表明：电网输出阻抗与三相PWM整流器的输入阻抗相互作用会放大电网中某些频率的谐波电压成分所产生的谐波电流。
【作者】李晶；
【导师】姜久春；
【作者基本信息】北京交通大学，电力电子与电力传动，2014，博士
【关键词】纯电动汽车；充电机；二端口模型；稳定性；谐波；

【参考文献】
[1]周丽.山东省“省直管县”财政体制研究[D].山东财经大学,财政学,2012,硕士.
[2]朱国仁,杨刚,阚君武,尼新兴.不确定度在链条极限拉伸载荷测量中的应用[J].农业机械学报.2005(08)
[3]张峥.船舶海上环境力载荷和稳态动力定位能力研究[D].上海交通大学,船舶与海洋结构物设计制造,2012,硕士.
[4]闫彦红.夜光纤维用发光材料与纤维光色性能研究[D].江南大学,纺织工程,2014,博士.
[5]华丽芳.La_(0.5)Ba_(0.5)MnO_3纳米柱（棒）和BaTiO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3核壳结构的制备及磁电性质[D].河北师范大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[6]常乃超,张智刚,卢强,郭建成,姚建国,南贵林,陶洪铸,刘金波.智能电网调度控制系统新型应用架构设计[J].电力系统自动化,2015,01:53-59.
[7]李胜杰.以“根结、标本”理论探讨肝俞、太冲防治大鼠肝纤维化的效应[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2014,硕士.
[8]张丽艳,李昂,裴江云,宋宗平.转换波各向异性叠前时间偏移在喇嘛甸地区的应用[J].石油地球物理勘探,2012,05:683-689+844+675.
[9]刘阳阳.基于路径特征改进的蚁群算法求解旅行商问题[D].吉林大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[10]李平.晨鸣纸业收购美利纸业可行性研究[D].大连理工大学,工商管理,2004,硕士.
[11]陈阳.基于类型学的荥阳传统民居形态研究[D].郑州大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[12]潘云辉,马礼民.东莞玉兰大剧院灯光网络控制系统概述[J].演艺设备与科技.2006(06)
[13]杜雷.材料雕塑视野中的萨满面具艺术[D].东北师范大学,艺术学,2012,硕士.
[14]谭飞.感觉寻求特质相关刺激认知加工的ERPs研究[D].大连医科大学,应用心理学,2012,硕士.
[15]郝江峰.加压空心钉不同结构治疗股骨颈骨折的生物力学研究[D].山西医科大学,外科学,2013,硕士.
[16]王华勋.ERP系统中的人力资源管理[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[17]叶健.煤液化管道材料冲蚀磨损试验与数值研究[D].浙江理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[18]肖婧.自然科学和社会科学学术论文中的介入元话语对比研究[D].华中科技大学,学科教学,2013,硕士.
[19]宋瑞,何世伟,杨永凯,杨海,罗康锦.公交时刻表设计与车辆运用综合优化模型[J].中国公路学报,2006,03:70-76.
[20]李耀通,韩珂.一种基于Lyapunov的机器人直角坐标系轨线控制[J].自动化学报,1991,01:33-39.
[21]鲍龙.基于喷油策略的缸内直喷汽油机分层燃烧仿真研究[D].吉林大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[22]安晓雷.杏仁核多巴胺D2受体及其相关神经递质和受体对棕色田鼠行为调节的作用[D].陕西师范大学,生理学,2014,博士.
[23]吴立志.论我国应对WTO争端解决机制的对策[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[24]刘媛媛.石家庄市民办高校组建篮球俱乐部的可行性研究[D].河北师范大学,体育教学,2014,硕士.
[25]陈蒙蒙.秸秆焚烧的法律规制[D].苏州大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[26]王红印.核信号的数字模拟研究[D].成都理工大学,核能与核技术工程,2013,硕士.
[27]卢暾,李志蜀,唐宁九,徐春林,黄雪梅.网格服务挖掘:一种面向网格服务计算范例的实现[J].湘潭大学自然科学学报,2004,04:27-33.
[28]祝红钗.里氏拟石磺线粒体基因组及石磺科四属种贝类转录组分析[D].上海海洋大学,海洋生物学,2013,硕士.
[29]戚晨辉.轮轨接触参数化研究[D].华中科技大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[30]王帆,王慧.高校学籍预警机制的探索与实践[J].高教与经济,2012,03:41-43.
[31]刘宗秋.基于博弈分析的物流产业融合模式选择研究[D].沈阳工业大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[32]墨楠.核心区力量训练在大学生蛙泳训练中的应用研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[33]殷成龙.格栅式地下连续墙桥梁基础物理模型试验研究[D].西南交通大学,地质工程,2014,硕士.
[34]王艳.企业专用性人力资本投资套牢问题[D].西南交通大学,产业经济学,2013,硕士.
[35]姜佳琦.生物有机肥对大蒜连作土壤酶、微生物及养分的影响[D].东北农业大学,植物营养学,2013,硕士.
[36]姜维.炭载体石墨化结构和表面性质调控及对负载金属催化剂催化性能的影响[D].浙江工业大学,2014.
[37]张俊.制造型企业顾客参与的前因变量与绩效结果研究[D].华中科技大学,企业管理,2012,硕士.
[38]陈雪波,李小华.反馈控制器降阶的约束与聚集方法[J].控制与决策,2000,02:169-172.
[39]王飞飞.元代收继婚的法理探析[D].西南政法大学,法律史,2012,硕士.
[40]方智.差厚板的轧制速度及轧制微跟踪模型研究[D].东北大学,材料加工工程,2010,硕士.
[41]樊计昌,王夫运,刘明军,海燕.小波尺度域和空间域倾角扫描高阶相关去噪技术[J].石油地球物理勘探,2008,05:514-517+482.
[42]杨文涛.微凝胶模板法制备碳酸钙多级结构及其矿化机理研究[D].浙江理工大学,高分子化学与物理,2014,硕士.
[43]杨丽青.建筑材料产业安全评价实证研究[D].北京交通大学,2014.
[44]王灵艳.张资平情爱小说模式及价值新论[D].安徽大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[45]郑世虎.中承式钢管混凝土人行天桥舒适度研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[46]林雪.高师院校本科师范生师德教育的研究[D].辽宁师范大学,教育经济与管理,2011,硕士.
[47]徐文娟.艺术品市场管理模式及市场拓展策略分析[D].天津大学,高级工商管理,2013,硕士.
[48]李曙光,徐天吉,唐建明,刘天佑.基于频率域小波的地震信号多子波分解及重构[J].石油地球物理勘探,2009,06:675-679+783+644.
[49]王爽.现代汉语“比”字句研究综述[D].东北师范大学,汉语言文字学,2012,硕士.
[50]杨坚争,王锋.电子商务及其未来[J].信息与电脑.1997(11)