摘要 由电池和其他储能设备(ESD)(例如超级电容器)供电的电动汽车(EV)有望在更可持续的未来发展中发挥重要作用。在此背景下,充电站(CS)应该成为电池充电的主要能源,并且严重依赖电力电子转换器。本文分析了一种用于 CS 应用的双向单相三级堆叠中性点钳位(3L-SNPC)转换器,该转换器可以根据电流流向充当整流器或逆变器。此外,得出的分析可以轻松扩展到三相版本的开发。考虑到 CS 能够整合公用电网和可再生能源,因此可以以高功率因数和降低电流谐波含量的方式吸收或向交流电网注入能量。双向拓扑的主要优点是,每个支路和中性点上都有三级电压波形,而与电动汽车电流互感器中使用的典型两级结构相比,滤波要求有所降低;所有半导体上的电压应力等于总直流链路电压的一半;在任何操作模式下,功率因数几乎为 1;直流链路电容器两端的电压是平衡的。本文介绍了功率和控制级的详细设计,并详细讨论了实验室原型的实验结果。
可连接电池数量 1 最大充电功率/最大放电功率3) 7500 W / 6000 W 9000 W / 7200 W 10600 W / 10600 W 交流连接 额定功率(230 V、50 Hz 时) 5000 W 6000 W 8000 W 10000 W 最大视在交流功率 5000 VA 6000 VA 8000 VA 10000 VA 标称交流电压 3 / N / PE;220 V / 380 V 3 / N / PE;230 V / 400 V 3 / N / PE; 240 V / 415 V AC 电压范围 156 V 至 277 V AC 电网频率 / 范围 50 Hz / 45 Hz 至 55 Hz 额定电网频率 / 额定电网电压 50 Hz / 230 V 额定输出电流 3 x 7.3 A 3 x 8.7 A 3 x 11.6 A 3 x 14.5 A 最大输出电流 3 x 7.6 A 3 x 9.1 A 3 x 12.1 A 3 x 15.2 A 额定功率下的功率因数 / 可调位移功率因数 1 / 0.8 过激至 0.8 欠激 馈入线路导体 / 连接线路导体 3 / 3 效率 最大效率/欧洲效率 98.2 % / 97.3 % 98.2 % / 97.5 % 98.2 % / 97.8 % 98.1 % / 97.5 % 并网模式下的输出(交流备份) 备用负载的最大可连接功率 13800 W 备用负载的最大输出电流 3 x 20 A 离网模式下的输出(交流备份) 额定功率 1 ~ /3 ~(230 V、50 Hz 时) 1660 W / 5000 W 2000 W / 6000 W 2660 W / 8000 W 3330 W / 10000 W 最大最大交流视在功率 5000 VA 6000 VA 8000 VA 10000 VA 输出功率/输出视在功率 < 5 分钟 6000 W / 6000 VA 7200 W / 7200 VA 12000 W / 12000 VA 输出功率/输出视在功率 < 10 秒 10000 W / 10000 VA 12000 W / 12000 VA 标称交流电压 3 / N / PE; 230 V / 400 V 交流电网频率 50 Hz 切换至备用操作的时间 30 毫秒至 10 秒(可调) 保护装置 输入侧断开点(PV DC) ● 接地故障监控/电网监控 ● / ● 直流反极性保护/交流短路电流能力/电气隔离 ● / ● / —
D3-2-1. 提高创新能源转换技术(电力、热能、制冷)的效率 ........................................................................................................... 179 D3-2-2. 整合除氢气或甲烷之外的未进入天然气管网的可再生气体并与电力和热力部门对接 ................................................................................................ 180 能源系统规划和运营 ............................................................................................................................. 181 D3-2-3. 高压直流运行:开发和集成用于交直流混合系统的 SCADA 系统中的高级软件工具 ............................................................................................. 181 D3-2-4. 能源部门的人工智能测试和实验设施(TEF)——将技术推向市场 ............................................................................................................. 183 D3-2-5. 使用人工智能工具进行电网规划和升级的系统方法,以支持占主导地位的电动汽车(车辆和船舶) ............................................................................................................. 184 积极的消费者、市场和能源社区 ............................................................................................................................. 186用于提高能源市场数字服务应用的数字工具 ...................................................................... 186 D3-2-7. 创建基于开源区块链的默认点对点平台 ...................................................................... 188 TSO/DSO 灵活性管理 ........................................................................................................ 190 D3-2-8. 支持数字孪生的发展以改善欧盟电力系统的管理和运营 ............................................................................. 190 D3-2-9. 用于灵活性服务的能源管理系统 ............................................................................................. 192 电力系统可靠性和弹性 - 电网架构 ............................................................................................. 193 D3-2-10. 直流和交直流混合输配电架构和系统 193 D3-2-11. 直流供电数据中心、建筑、工业和港口的演示 ............................................................................. 195 D3-2-12.对 HVDC SET-PLAN WG 的支持行动 ...................................................................... 197 电力系统可靠性和弹性 - 风险准备 .............................................................................. 198 D3-2-13. HVDC 控制和保护:交流和直流侧保护系统的组件和接口 - 交流电网:用于电网优化的组件和系统 ............................................................................. 198 D3-2-14. 电力电子(PE)中的状态和健康监测 - 能源行业的宽带隙 PE ............................................................................................................. 200 泛欧洲能源传输 ............................................................................................................. 203 D3-2-15. HVDC 技术:D3-2-16. 开发弹性电网的换流机和高压直流输电系统及组件 ............................................................................................. 204 存储开发与集成 ............................................................................................................................. 206 D3-2-17. 开发新型长期电力存储技术 ............................................................................................. 206 D3-2-18. 创新型季节性供热和/或供冷存储技术演示 ............................................................................. 208 D3-2-19. 创新型抽水蓄能设备和工具与创新型存储管理系统相结合的演示 ............................................................................................. 209 D3-2-20. 数据中心废热再利用 ............................................................................................................. 210 能源系统的绿色数字化 - 互操作性和数据 ............................................................................................. 211 D3-2-21加快推进能源生态系统 AI-IoT 边缘云和平台解决方案研发和试点,支持能源生态系统绿色数字化转型,增强能源生态系统韧性 ................................................................................................................................ 211