شماره ركورد
33999
پديد آورنده
حسين سراج
عنوان
طراحي و شبيهسازي روش كنترلي براي شارژر خودرو برقي به منظور كاهش مشكلات هارمونيك شبكه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق قدرت - الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/30
استاد راهنما
دكتر عليرضا جليليان
استاد مشاور
.
دانشكده
دانشكده برق
چكيده
با گسترش روزافزون استفاده از خودروهاي برقي و اتصال همزمان تعداد زيادي از آنها به شبكه توزيع، مسئلهي كيفيت توان و بهويژه اعوجاج هارمونيكي جريان در نقطه اتصال مشترك به يكي از چالشهاي اصلي سيستمهاي قدرت تبديل شده است. عملكرد نامطلوب شارژرهاي خودرو برقي ميتواند سبب تزريق هارمونيك، نوسان توان راكتيو و افت ضريب توان در شبكه گردد. از اينرو، توسعهي يك راهكار كنترلي مقاوم و هوشمند براي شارژرهاي سهفاز خودرو برقي به منظور كاهش هارمونيك و بهبود كيفيت توان امري ضروري است. در اين پژوهش، يك ساختار كنترل يكپارچه براي شارژر سهفاز خودرو برقي متصل به شبكه پيشنهاد شده است كه در آن تركيب دو الگوريتم فيلتر خودتنظيم و كنترلكننده حالت لغزشي مورد استفاده قرار گرفته است. در بخش اول، فيلتر خودتنظيم وظيفهي استخراج مؤلفهي اصلي ولتاژ شبكه و توليد جريان مرجع سينوسي را بر عهده دارد تا تأثير اغتشاشات و هارمونيكهاي ولتاژ حذف گردد. در بخش دوم، كنترلكنندهي حالت لغزشي با ساختاري مقاوم، جريانهاي مبدل را به گونهاي تنظيم ميكند كه جريان تزريقي به شبكه كاملاً همفاز و سينوسي باقي بماند.
براي ارزيابي عملكرد روش پيشنهادي، دو الگوريتم مرجع شامل نظريه توان لحظهاي و قاب مرجع همزمان نيز در محيط MATLAB/Simulink پيادهسازي و تحت شرايط مختلف شبكه شامل ولتاژ ايدهآل و غيرايدهآل مورد مقايسه قرار گرفتهاند. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه روش پيشنهادي در حضور هارمونيكهاي ولتاژ، نوسانات دامنه و تزريق بار غيرخطي، عملكردي بسيار دقيقتر و پايدارتر نسبت به روشهاي مرسوم دارد. مقدار اعوجاج هارمونيكي كل جريان شبكه با استفاده از اين روش به حدود %2 در شرايط ولتاژ ايدهآل و حدود %4 در شرايط ولتاژ غيرايدهآل كاهش يافته است، در حاليكه اين مقدار براي روشهاي نظريه توان لحظهاي و قاب مرجع همزمان به ترتيب بيش از %9 و %4.5 در شرايط ولتاژ ايدهآل و %18 و %12 در شرايط ولتاژ غيرايدهآل بوده است. اين نتايج بيانگر كارايي بالاي ساختار كنترلي پيشنهادي در بهبود كيفيت توان و قابليت اطمينان شبكه در كاربردهاي شارژر خودروهاي برقي ميباشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/12
عنوان به انگليسي
Design and simulation of control method for electric vehicle charger to reduce grid harmonic problems
تاريخ بهره برداري
10/23/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حسين سراج
چكيده به لاتين
The large-scale integration of EV chargers into the grid can cause significant current harmonics, voltage distortions, and reactive power oscillations, which consequently degrade the overall performance and reliability of the electrical network. Therefore, the development of a robust and intelligent control strategy for grid-connected EV chargers to mitigate these power quality issues has become a crucial research topic.
This thesis presents a unified control structure for a three-phase grid-connected EV charger aimed at minimizing current harmonics and improving power quality. The proposed method combines a Self-Tuning Filter (STF) for reference current generation and a Sliding Mode Controller (SMC) for converter regulation. In the first stage, the STF adaptively extracts the fundamental component of the grid voltage and generates an accurate sinusoidal reference current even under distorted or unbalanced grid conditions. In the second stage, the SMC provides a highly robust control action that ensures the converter currents remain synchronized with the grid voltage, thereby maintaining a sinusoidal grid current with minimal total harmonic distortion (THD).
To validate the proposed control approach, conventional methods such as the Instantaneous Power Theory (p–q) and the Synchronous Reference Frame (SRF) control are modeled and simulated under both ideal and non-ideal grid conditions in MATLAB/Simulink. Simulation results clearly demonstrate that the proposed STF–SMC strategy achieves superior performance compared to traditional techniques. Specifically, the grid current THD is reduced to about 2% under ideal voltage conditions and approximately 4% under distorted voltage conditions, while the PQ and SRF methods yield THD values of 9% and 4.5% under ideal voltage conditions and approximately 18% and 12% under distorted voltage conditions, respectively. These findings confirm that the proposed control method significantly enhances power quality, grid stability, and the overall reliability of electric vehicle charging systems.
كليدواژه هاي فارسي
كيفيت توان , شارژر خودرو برقي , فيلتر خودتنظيم , كنترل كننده حالت لغزشي , اعوجاج هارمونيكي كل
كليدواژه هاي لاتين
Power Quality , Electric Vehicle Charger , Self-Tuning Filter (STF) , Sliding Mode Control (SMC) , Total Harmonic Distortion (THD)
Author
Hossein Seraj
SuperVisor
Alireza Jalilian