23679

مدل‌سازي و شبيه‌سازي شارژر خودروهاي الكتريكي جهت بهبود كيفيت توان در شبكه‌هاي الكتريكي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق قدرت

1396

1399/11/29

دكتر عليرضا جليليان

برق

گسترش روزافزون خودروهاي الكتريكي متصل‌به‌شبكه، به‌عنوان جايگزيني مناسب براي خودروهاي بنزيني، تاثير بسزايي در كاهش آلودگي هوا دارد. با اين‌وجود، اتصال اين خودروها به شبكه توسط شارژرهاي فاقد عملكردكنترلي مناسب، مي‌تواند مشكلات متعددي در زمينه‌ي كيفيت توان را درپي داشته باشد. بدين‌منظور با پياده‌سازي ساختارها و رويكردهاي كنترلي مناسب برروي اين شارژرها كه مي‌توانند خارج خودرو و يا داخل خودرو باشند، نه‌تنها مي‌توان ازاثرات سوء ناشي از شارژ سريع خودروها مانند افت ولتاژ، جلوگيري كرد بلكه مي‌توان از اين شارژرها به عنوان يك تجهيز، جهت رفع مشكلات كيفيت تواني نظير هارمونيك و نامتعادلي كه توسط بارهايي با ماهيت غيرخطي و نامتعادل به‌وجود آمده‌اند، بهره برد و كيفيت توان شبكه را بهبود داد. هم‌چنين توان موردنياز ايستگاه شارژ خودروهاي الكتريكي مي‌تواند توسط منابع تجديدپذير و سيستم ذخيره‌ساز مديريت شود كه درنتيجه وابستگي خودروها از شبكه ‌ ACبه‌شدت كاهش يافته و مشكلاتي نظير افت ولتاژ، تلفات و نوسانات توان و ولتاژ به حداقل خواهد رسيد. در اين پايان‌نامه، به‌كمك شبيه‌سازي در نرم‌افزار Matlab Simulink، به پياده‌سازي رويكردهاي كنترلي مناسب برروي شارژر خارج از خودرو پرداخته‌شده و نتايج شبيه‌سازي، نشان‌از عملكرد مناسب شارژر مي‌دهد بطوري‌كه پروفيل ولتاژ شبكه AC و لينك DC تخت شده، هارمونيك و نامتعادلي جريان در شبكه AC جبران‌سازي مي‌گردد و توان راكتيو ساير بارهاي غيرخطي و نامتعادل تامين مي‌شود. هم‌چنين، فرآيند شارژ سريع و ايمن به‌گونه‌اي كه زمان شارژ كاهش يافته و از اضافه ولتاژ باتري جلوگيري شود، براي خودروها فراهم مي‌گردد. در عين حال با يك‌پارچه‌سازي منابع ريزشبكه شامل صفحات‌ خورشيدي، توربين بادي و سيستم ذخيره‌ساز با ايستگاه شارژ خودروهاي الكتريكي و پياده‌سازي منطق تصميم‌گيري براي سيستم ذخيره‌ساز، به مديريت توان در ريزشبكه و متعادل‌سازي شارش توان از سوي شبكه AC پرداخته شده‌است.

1400/03/08

Modeling and Simulation of Electric Vehicles Charger to Improve Power Quality in Electrical Networks

2/18/2022 12:00:00 AM

Increasing expansion of PHEV as a suitable alternative to gasoline vehicles has a significant impact on reducing air pollution. However, connecting EVs to the grid by chargers without proper control function can lead to several problems in terms of power quality. Therefore, by implementing appropriate control structures and approaches on these chargers, which can be Off-Board or On-Board, not only can the adverse effects of fast charging, such as voltage drop, can be prevented, But, these chargers can be used as equipment to solve power quality problems such as harmonic and unbalanced, which are caused by loads of nonlinear and unbalanced nature and improve the power quality of network. Also, the power required for the electric vehicle charging station can be managed by renewable sources and storage systems, which greatly reduces the vehicle's dependence on the AC network and minimizes problems such as voltage drops, power losses and voltage/power fluctuations. In this dissertation, control approaches are implemented on the proposed off-board charger to achieve various purposes such as voltage regulation, harmonic and unbalanced current compensation, reactive power compensation, dc-link voltage regulation, and provide fast and safe charging process to reduce charging time and prevent battery overvoltage. At the same time, by integrating microgrid resources including photovoltaic, wind turbine and storage system with electric vehicle charging station and implementing decision logic for storage system, The power flow in the AC network is balanced.

كيفيت توان , خودروي الكتريكي , كنترل ولتاژ , كاهش هارمونيك , جبران‌سازي نامتعادلي , شبكه هوشمند , سيستم مديريت انرژي , منابع انرژي تجديدپذير , ريزشبكه

Power Quality , Electric Vehicle , Voltage control , Harmonic Mitigation , Unbalance Compensation , Smart Grid , Energy Management System , Renewable Energy Resources , Micro Grid