[发明专利]一种模拟不同情况运行下充电站谐波特性的仿真系统

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车充电站对电网影响仿真技术领域，涉及一种模拟不同情况运行下充电站谐波特性的仿真系统。

背景技术

电动汽车的发展是解决能源、环境问题一个重要途径，其各方面技术都处在快速发展的阶段，作为充电设备的充电机由整流电路组成，因而产生谐波对电网造成污染，所以包含大量充电机的电动汽车充电站必然对电网电能质量造成污染。为指导充电站的建设，抑制其产生的谐波对电网的影响，我们应该建立可以模拟不同情况运行下充电站谐波特性的仿真系统。

首先充电站是由多台充电机组成的，现有的充电机模型为简化模型，即将三相整流后的电路等效为一个非线性电阻，但其输出特性与实际充电机输出特性有一定的差别。其次影响充电站谐波大小的因素有充电机数量、充电机投入时间、充电电池额定充电电压、电流，充电电池初始状态以及充电方式等，现有的充电站仿真模型比较简单，并不能完全改变这些因素以研究充电站在不同情况下运行产生谐波的特性。第一，它不能改变充电电池的初始状态，只能仿真充电电池初始状态为0Ah的情况，而在现实情况中，电动汽车充电电池在充电时，其初始容量一般为总容量的20％-40％；其次，它不能很好的控制充电机的启停运行。当充电电流小于0.015C(C为电池总容量)时，可以认为充电电池充满，应当停止充电机的运行，原充电站仿真模型中没有控制充电机的停止运行时间。在控制充电机的投入运行上，原充电站仿真模型利用Fortran内部函数TIME控制充电机的投入时刻，但对于含有几十台充电机的充电站，要依次设定时间是比较麻烦的。第三，原充电站模型并不能随意选择充电机的台数，不能更改充电电池额定充电电压、电流等参数。

总的来说，现有的充电站仿真系统不能更接近实际的仿真不同情况下充电站产生的谐波特点。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种模拟不同情况运行下充电站谐波特性的仿真系统，其对原有简化的充电机模型进行了改进，使其输出特性与实际充电机输出特性相符；然后设计充电站仿真系统，使其能改变影响充电站谐波特性的因素，以便更可靠的仿真充电站的实际充电情况，研究其谐波特点以及对电网产生的影响，从而指导大规模充电站建设和谐波抑制装置设计。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟不同情况运行下充电站谐波特性的仿真系统，该系统包括若干台并联的充电机模型，每台充电机模型分别与充电机初始容量控制模块和充电机投入停止控制模块连接，充电机初始容量控制模块和充电机投入停止控制模块分别与自定义充电站参数设置模块连接；所述每台充电机由380V交流电压供电。

所述的充电机模型包括380V交流电源供电模块，所述380V交流电源供电模块依次与整流滤波模块，高频逆变模块，高频变压模块和高频整流滤波模块连接，其中所述高频逆变模块采用600Hz，空占比为50％的方波控制。

所述的自定义充电站参数设置模块包括充电机台投入台数设置元件，充电电池参数设置元件，充电机投入时刻设置元件和充电方式设置元件。

所述充电机模型建立方法如下：充电机首先对380V整流滤波，再通过高频逆变、变压、整流滤波获得不同等级的直流，为充电电池供电；然后根据充电机输出电压特性，获得充电机输出电压曲线，通过负反馈控制电路控制高频变压器的变比，使模型输出电压与充电机输出电压特性相同；根据测试数据拟合充电机输出功率曲线，由可得充电电池的等效电阻特性；按该方法建立的充电机模型，其输出特性与实际充电机相符，更能模拟充电机运行产生的谐波影响；其中：