【摘要】：隨著世界能源危機(jī)與環(huán)境污染的不斷加深,近年來以電能作為驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)汽車迅猛發(fā)展;然而,配套的充電服務(wù)設(shè)施卻相對滯后,嚴(yán)重制約著電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化。本文圍繞著如何為用戶提供安全、可靠、便捷、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化的充電服務(wù),如何為運(yùn)營商提供集中化的管理以及如何為電網(wǎng)營造綠色的用電環(huán)境等問題,對電動(dòng)汽車交流充電樁控制裝置進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。為解決充電樁充電服務(wù)和運(yùn)營管理的問題,本文研究和設(shè)計(jì)了充電樁控制系統(tǒng)。應(yīng)用模塊化思想對微控制器、人機(jī)交互、交易結(jié)算、電參數(shù)測量、網(wǎng)絡(luò)通信、充電導(dǎo)引、電氣防護(hù)、監(jiān)測與控制、工作電源等模塊進(jìn)行器件選型、電路設(shè)計(jì)和測試,尤其采用去耦濾波、隔離和電氣保護(hù)等策略優(yōu)化了硬件抗干擾性能。應(yīng)用結(jié)構(gòu)化分析方法,按照模塊獨(dú)立化的原則進(jìn)行軟件系統(tǒng)的層次設(shè)計(jì)和流程設(shè)計(jì),并采取確認(rèn)應(yīng)答、超時(shí)重傳、干擾丟棄等機(jī)制設(shè)計(jì)了可靠的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,最終完成了程序編制與測試。為解決車載充電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的諧波和無功電流經(jīng)充電樁控制系統(tǒng)對電網(wǎng)產(chǎn)生危害的問題,本文研究了充電樁有源濾波系統(tǒng)。首先深入分析了有源濾波技術(shù)原理和PWM調(diào)制方式,然后基于瞬時(shí)無功功率理論推導(dǎo)并優(yōu)化諧波和無功電流檢測算法,并且對滑動(dòng)均值濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì),從而提高了檢測實(shí)時(shí)性和精確性;接下來研究和設(shè)計(jì)了雙閉環(huán)PI控制算法以及單周電流預(yù)測控制算法,建立了MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái),針對補(bǔ)償諧波和無功電流的效果進(jìn)行量化比較與分析。論文最后對控制裝置樣機(jī)進(jìn)行功能測試和電氣防護(hù)測試,結(jié)果表明,樣機(jī)功能完善、運(yùn)行安全可靠,達(dá)到課題功能與指標(biāo)要求。
[Abstract]:With the deepening of the world energy crisis and environmental pollution, electric vehicles with electric energy as the driving force have developed rapidly in recent years. However, the matching charging service facilities are relatively lagging behind, which seriously restricts the industrialization of electric vehicles. This paper focuses on how to provide users with safe, reliable, convenient, standardized and intelligent charging services, how to provide centralized management for operators and how to create a green power environment for the power grid. The control device of AC charging pile for electric vehicle is studied and designed. In order to solve the problem of charging service and operation management of charging pile, the control system of charging pile is studied and designed in this paper. The modularization idea is applied to the selection of devices, circuit design and test for microcontroller, man-machine interaction, transaction settlement, electrical parameter measurement, network communication, charge guidance, electrical protection, monitoring and control, working power supply, etc. In particular, decoupling filtering, isolation and electrical protection are used to optimize hardware anti-jamming performance. Based on the principle of module independence, the hierarchical design and flow design of the software system are carried out by using the method of structured analysis, and the reliable network communication protocol is designed by means of the mechanisms of confirmation response, overtime retransmission, interference dropping and so on. Finally completed the programming and testing. In order to solve the problem that the harmonic and reactive current generated by the charging pile control system are harmful to the power network, the active filter system of the charging pile is studied in this paper. Firstly, the principle of active power filter and PWM modulation are deeply analyzed, then the harmonic and reactive current detection algorithms are derived and optimized based on instantaneous reactive power theory, and the sliding mean filter is designed. In order to improve the real-time and accuracy of detection, the double-closed loop PI control algorithm and one-cycle current predictive control algorithm are studied and designed, and the MATLAB/SIMULINK simulation platform is established. The effect of compensating harmonic and reactive current is compared and analyzed quantitatively. Finally, the function test and electrical protection test of the prototype of the control device are carried out. The results show that the prototype has perfect function, safe and reliable operation, and meets the requirements of the subject function and index.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U491.8;TM910.6

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本文編號：2248668