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基于直流虚拟同步机的直流充电桩反推电流控制

摘要：针对电动汽车负载投切容易引起公共电网的电压扰动以及功率变化等问题，比较交流与直流系统中增加

惯性的方式，在交流虚拟同步机的基础上，提出一种适用于直流充电桩的直流虚拟同步机控制策略；利用反推法

构造反推电流环控制器，以弥补传统比例积分控制动态性能较弱问题，随后将基于直流虚拟同步机的反推电流控

制器引入电动汽车直流充电桩，并对电动汽车直流充电桩的应用场景进行模拟。结果表明，所提方法能够很好地

稳定直流电压,并能将电压波动限制在10V以内，验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：电动汽车；直流充电桩；直流虚拟同步机；反推电流

Abstract:Tosolvetheproblemsofvoltagedisturbanceandpowerchangeofpublicpowergridcausedbyelectricvehicle

loadswitching,comparingthewaysofincreasinginertiainalternatingcurrent(AC)anddirectcurrent(DC)systems,a

DCvirtualsynchronousmachinecontrolstrategywasproposedbasedonACvirtualsynchronousmachines.Inorderto

compensatetheweakdynamicperformanceoftraditionalproportionalintegralcontrol,backsteppingmethodwasusedto

constructabacksteppingcurrentloopcontroller.ThebacksteppingcurrentcontrolbasedonDCvirtualsynchronous

machineswasthenintroducedtoDCchargingpilesforelectricvehicles,andtheapplicationscenarioofDCchargingpiles

forelectricvehicleswassimulated.TheresultsshowthattheproposedmethodcanstabilizeDCvoltagewellandlimit

voltagefluctuationtolessthan10V,whichverifythecorrectnessandeffectivenessoftheproposedcontrolstrategy.

Keywords:electricvehicle;directcurrentchargingpile;directcurrentvirtualsynchronousmachine;backsteppingcurrent

在碳达峰、碳中和战略目标推进下，电动汽车行在电动汽车保有量持续上涨的同时，与之相配

业大规模发展。电动汽车作为高效、清洁的新型出套的充电桩建设却较为缓慢[2]。据统计，截至2021

行工具,可有效缓解化石能源消耗和环境问题[1]。年12月，我国电动汽车公共充电桩共114.7万台，

收稿日期：2022-05-05

充电桩提供虚拟惯性的控制策略，可有效降低直流

桩车增量比为1:3.7[3],充电桩的建设量已严重滞后

于电动汽车的保有量，制约了电动汽车产业的进一侧电压扰动，但输出电压依靠系统频率的变化进行

步发展。除此以外，多数电动汽车车主对可用充电调节，对直流系统不具有普遍适用性。

桩的充电速度非常不满意，成为目前公共充电领域传统的虚拟同步机（virtualsynchronousma-

chines,VSM)技