摘要：电动汽车充电站是电动汽车推动和发展的一个十分重要的基础设施，本文基于分布式飞轮储能充电站的概念，利用飞轮储能技术的诸多优点，并研究蓄电、配电、充电、辅助用电等四个子系统特性，对飞轮储能式电动汽车充电站进行总体方案设计。分析了装备飞轮储能系统电动汽车快速充电站的四种工作模式，并建立相关模型，确定了不同负载下的电能方程，考虑到各系统的电能损耗，得到了整个充电站充电工作周期的数学模型。对装备飞轮储能的电动汽车的滞环型有源电力支持方案进行了理论和实验验证。该控制策略采用基于下垂的DBS控制方法，避免了电网与飞轮储能系统变换器之间的数字通信。

并且提出了一种采用飞轮储能系统（FESS）的插电式电动汽车（PEV）快速充电站（FCS）的控制策略。FESS的主要作用是在向架空电力系统提供滞后型有功功率辅助服务的过程中，不损害PEV电池的预定充电模式。从这个意义上来说，当没有从电网中提取有功功率时，FESS提供维持PEV电池持续充电过程所需的功率。整个控制系统的一个关键特性是，它能够在无需任何数字通信的情况下在并网和FESS转换器之间工作。针对FCS系统的不同工作模式，对控制器进行了详细的系统建模和动力学分析。

关键词：飞轮储能；快速充电站；电动汽车；分布式控制

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摘  要

ABSTRACT

摘要-3

ABSTRACT-4

第一章绪论-1

1.1 课题的研究背景和意义-1

1.1.1 电动汽车概述-2

1.1.2 电动汽车的能量源-3

1.2 电动汽车充电站发展现状及趋势-3

1.2.1 电动汽车充电的基本方式-3

1.2.2 国内外电动汽车充电站发展现状-4

1.2.3 国内外电动汽车充电站研究现状-5

1.3 主要研究内容-6

第二章飞轮储能系统关键技术-7

2.1 飞轮储能系统的结构及工作原理-7

2.1.1 飞轮储能系统内部基本构成-7

2.2 飞轮储能系统关键技术分析-7

2.2.1 飞轮转子技术-7

2.2.2 支承轴技术发展-8

2.2.3 电动、发电机技术研究-8

2.3 本章小结-8

第三章飞轮储能系统快速充电站的设计-9

3.1 充电站设计原则-9

3.2 充电站总体结构设计-10

3.2.1 充电站各个子系统的功能-10

3.2.2 充电站各个工作模式分析-10

3.2.3 快速充电站的配置-11

3.3 电网接口-12

3.4 飞轮储能系统-12

3.5 电动汽车电池-14

3.6 本章小结-14

第四章飞轮储能快速充电站系统建模与分析-15

4.1 飞轮储能快速充电站系统运行模式分析-15

4.2 飞轮储能快速充电站系统模型构建与仿真-20

4.2.1 无分布式指令信号的滞后充电-20

4.2.2 使用分布式指令信号的系统响应-22

4.2.3 电网断电时的系统响应-22

4.2.4 负载断开时的系统响应-22

4.3 本章小结-23

第五章结论-24

参考文献-25

致谢-27