风光互补发电与无线充电技术的发展为电动车绿色供电与续航提供了可能,采用风光互补供电技术与无线充电技术相结合,非常适合高速公路行驶充电应用,可以有效解决电动车续航里程短的问题,具有广泛的应用前景。其研究发展的主要方向是微网供电设计及无线充电技术,主要涉及电力电子和自动控制领域,是提高电动车充电速度与效率的必要手段,也是现代电动车充电技术研究的重点内容。本文以辽宁省自然基金为背景,以电动车充电为研究对象,对电动车供电系统的关键问题进行了全面深入研究,主要研究包括以下几方面内容:(1)针对高速路网交通行为的电动车充电站容量计算与规划问题,建立了高速路网的M/M/S数学模型,并在此基础上优化了M/M/2/N高速路网排队模型,同时引入时间、空间及路网调度储能变量。通过高速路网数据,采用VIKOR理论方法计算出高速路网电动车充电站规划的最优解,解决了电动车充电站的能量分配问题,并运用高速路网算例来验证电动车充电站容量计算与规划的有效性。(2)针对普通电网无法远程全面覆盖的问题,依据风光互补发电的空间与时间特性,对风力发电与光伏发电的资源进行分析,提出了改进的风光互补系统发电容量计算方法。同时,在充分考虑实际工程应用的前提下,设计了风光互补电动车充电站的发电系统。为验证风光互补电动车充电站发电系统的合理性,本文搭建了风光互补发电系统的仿真与实验平台,并对风光互补发电分配问题进行了仿真分析与实验研究。(3)针对大功率无线充电的高频谐振问题,提出了基于高速路网的新型无线充电系统,该系统可在电动车行驶过程中进行实时充电。本文对该系统的结构及原理进行了详细介绍,并对发送端与接收端结构、线圈分布、电能传输系统等进行了设计,同时根据新型无线充电系统的输出电压特性,提出了电能传输稳压控制策略。此外,本文搭建了新型无线充电系统的电能传输实验平台并对其进行了实验研究,实验结果证明了新型无线充电系统及其电能传输稳压控制策略的有效性和可行性。(4)研制了风光互补发电的电动车无线供电系统,针对风光互补微网匹配特性实验分析,重点探讨了无线充电变频驱动电路、检测电路和硬件软开关电路设计思路。基于MCGS编写了上位机控制程序,对全桥电路DC/DC进行优化,分析了电动车无线充电的工作过程,进行了软件和硬件设计。研制了20kW的无线充电系统,通过对该系统进行风光互补特性实验、储能运行实验、负载运行实验、行驶充电等性能测试,验证了该系统理论分析的正确性,保证了行驶充电的可靠运行,从而为现代化电动车大功率无线充电站的设计与分析提供了重要的理论参考和设计依据。