单相V2G系统在谐波电网下的直接功率控制策略与仿真验证

本文主要探讨了在电网谐波条件下，如何利用复矢量技术改进单相电动汽车到电网（V2G）系统的直接功率控制策略。电动汽车作为解决能源短缺和环境污染的有效手段，正受到全球关注，各国政府出台政策推动其发展。V2G技术让电动汽车不仅能够参与电网的供需平衡，还能降低备用发电容量，提升电网稳定性。 针对单相电网的特殊性，尤其是家庭用户接入的弱电网环境，文中指出车载V2G装置可能面临电压畸变和谐波污染的问题。为了使单相V2G系统能在这种非理想条件下稳定运行，文章首先引入了复矢量概念，这是一种处理电力系统中复杂瞬时功率计算的有效工具。通过复功率直接功率控制模型，研究者考虑了两个关键目标：一是确保有功功率和无功功率的平稳输出，二是有效抑制并网电流中的谐波。 作者采用复数控制器设计，实现了这两个独立目标的控制，同时借助功率前馈控制进一步提升了系统的动态性能。这种方法的优势在于直接功率控制的简单性和快速响应，这对于V2G系统的需求调节来说更为适用。文章通过MATLAB/Simulink搭建的仿真模型和3.5kVA的功率样机实验平台，验证了提出的控制策略的有效性和理论分析的准确性。 具体来说，单相V2G系统的工作原理在图1(a)中得到了详细的阐述，展示了系统如何在电网电压波动和谐波影响下，通过复矢量技术实现动态的功率调节。通过这种方式，该研究不仅解决了单相V2G系统在实际应用中的挑战，也为智能电网的优化和电动汽车的高效利用提供了新的解决方案。 总结起来，本文的核心贡献在于提出了一种基于复矢量的单相V2G系统直接功率控制策略，有效地解决了电网谐波条件下系统的性能优化问题，为电动汽车的广泛应用和智能电网的发展提供了实用的技术支持。