【摘 要】
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随着清洁能源的广泛使用,电动汽车及其相关产业链的发展越来越迅速。目前电动汽车能源补给主要通过充电桩进行。然而当大量电动汽车并入电网充电时必然会对电网的平稳运行造成冲击,影响电网质量,降低电网运行效率。由于同步电机可以为电网提供惯性支持,对电网友好,而虚拟同步电机（virtual synchronous generator VSG）通过改变控制算法来控制逆变器可以模拟同步电机运行,将这一技术应用于电
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随着清洁能源的广泛使用,电动汽车及其相关产业链的发展越来越迅速。目前电动汽车能源补给主要通过充电桩进行。然而当大量电动汽车并入电网充电时必然会对电网的平稳运行造成冲击,影响电网质量,降低电网运行效率。由于同步电机可以为电网提供惯性支持,对电网友好,而虚拟同步电机（virtual synchronous generator VSG）通过改变控制算法来控制逆变器可以模拟同步电机运行,将这一技术应用于电动汽车直流充电桩的AC/DC中可以像同步电机那样给电网提供惯性支撑,从而提高电网运行效率并提高电网稳定性。VSG在进行功率调节时会出现功率耦合,表现为在功率设定值达到稳态时会出现稳态误差,当处于动态调整阶段时会出现动态耦合超调。耦合超调会严重影响系统的动态性能,稳态误差的出现会导致控制失效。针对这个问题本文对VSG的耦合问题进行了研究,建立了VSG的复矢量模型指出引起耦合的原因,并引入复矢量分析工具对耦合特性进行研究,然后提出了采用复矢量PI电流控制器的解耦方法。解耦方法实现了在功率调节过程中稳态误差完全消除以及耦合超调的有效抑制。具体内容如下:（1）给出了应用VSG的直流充电桩的拓扑结构,随后通过与同步电机类比的方式介绍了VSG的电路结构,推导了VSG的控制算法并给出主电路图。（2）对标量建模进行了介绍,通过引入复矢量的概念来建立系统的复矢量模型并对建模过程进行推导。通过标量模型和复矢量模型的对比,阐述了复矢量模型所独特具有的简化系统分析和完整保留系统信息的优点。接着将复矢量理论引入到传统频响特性曲线和零极点图中,介绍了复矢量双边频响特性曲线和复矢量零极点图,并对复矢量分析工具分析准则进行了说明。（3）采用复矢量分析工具对系统进行耦合特性分析,指出引起系统功率耦合的原因,并指出理想解耦系统在图像上应具备的特征。随后提出复矢量PI电流控制器的解耦方法,并与其他解耦策略进行对比。（4）基于Matlab/Simulink仿真工具对本文所述方法进行仿真验证,搭建逆变器模型进行实验验证。
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