飞轮储能式电动汽车充电站关键技术研究

摘要

电动汽车充电站作为重要的基础支撑设施，在电动汽车的普及和大力推广中发挥着重要的作用。在电动汽车充电站中增加蓄电系统，可实现调节电网峰谷的电能，以减少电网电能的浪费。国内外几乎没有涉及到上述内容的相关研究。本文根据分布式飞轮储能电动汽车充电站的构想，在传统电动汽车充电站中增加蓄电系统，对飞轮储能式电动汽车充电站的基本结构、组成原理等关键技术进行深入的研究。本文的主要工作和成果如下：
　　 1、根据飞轮储能式电动汽车充电站的总体布局和结构特点，研究充电、蓄电、配电和辅助用电等四个子系统特性，依据相关标准和技术规范，对飞轮储能式电动汽车充电站进行总体方案设计和子系统设计。
　　 2、分析飞轮储能式电动汽车充电站的三种工作模式，建立其工作流程图，确定不同负荷下的电量方程，考虑各系统的电量损耗，得到整个充电站的充电工作循环数学模型，以北京标准规定的一级充电站为算例，通过仿真计算得出供电容量和蓄电容量的最佳配置。
　　 3、根据飞轮储能系统的运行要求，选取永磁同步电机作为飞轮电池的电机，将对飞轮储能系统的控制简化为对飞轮电机转速的控制，在永磁同步电机的数学模型基础上，采用电流和速度双闭环PI控制，在MATLAB/Simulink建立整个飞轮储能系统的控制模型，并对整体模型进行仿真，仿真表明控制方案是可行的。
　　 4、分析充电机基本要求、运行模式和基本结构，在高频充电机的结构框图基础上建立充电机的等效模型，同时在MATLAB/Simulink中建立充电机的仿真模型，进而搭建出整个电动汽车充电站的整体模型。