[發明專利]一種有源三次諧波注入的V2G變換器及其控制方法

在審

• 申請號: 201710312631.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN106972767A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 王輝;粟梅;孫堯;劉福臨;趙梓亦;韓華;楊建
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩

1.一種有源三次諧波注入的V2G變換器，其特征在于，包括：交流側三相橋式整流電路、中間準三次諧波注入電路和直流側雙向全橋變換電路；

所述交流側三相橋式整流電路的交流端與所述中間準三次諧波注入電路的交流端并接后作為所述變換器的交流輸入端，所述交流側三相橋式整流電路的直流端與所述中間準三次諧波注入電路的直流端并接后接入所述直流側雙向全橋變換電路的一次端，所述直流側雙向全橋變換電路的二次端作為所述變換器的直流輸出端；

所述交流側三相橋式整流電路用于將所述交流端輸入的交流電整流成直流電，或者用于將所述直流端輸入的直流電逆變成三相交流電；

所述中間準三次諧波注入電路用于注入三次諧波補償電流；

所述直流側雙向全橋變換電路用于對所述一次端的輸入或者所述二次端的輸入進行電壓等級變換。

2.根據權利要求1所述的變換器，其特征在于，所述中間準三次諧波注入電路包括：三個雙向開關、兩個IGBT開關管以及一個三次諧波注入電感；

所述三個雙向開關的同一端分別接入三相輸入電源的各相，所述三個雙向開關的另一端連接所述三次諧波注入電感的一端；

所述兩個IGBT開關管串接后并入中間直流母線的兩極之間，所述兩個IGBT開關管串接的中點連接所述三次諧波注入電感的另一端。

3.根據權利要求1所述的變換器，其特征在于，所述直流側雙向全橋變換電路包括：一次端全橋、二次端全橋、高頻變壓器和內電感；

所述一次端全橋的直流端連接所述交流側三相橋式整流電路的直流端，所述內電感與所述高頻變壓器的一次邊串接后接入所述一次端全橋的交流端，所述高頻變壓器的二次邊連接所述二次端全橋的交流端，所述二次端全橋的直流端作為所述直流輸出端。

4.根據權利要求3所述的變換器，其特征在于：

所述一次端全橋包括四個一次橋臂開關，所述四個一次橋臂開關兩兩串聯后并聯接入中間直流母線的兩極之間；

所述內電感串聯接入所述高頻變壓器一次邊的串聯電路兩端分別連接所述四個一次橋臂開關兩兩串聯的兩個串聯電路的中點；

所述二次端全橋包括四個二次橋臂開關，所述四個二次橋臂開關兩兩串聯后再并聯連接，所述并聯連接電路的兩端作為所述變換器的所述直流輸出端；所述四個二次橋臂開關兩兩串聯的兩個串聯電路中點分別連接所述高頻變壓器二次邊的兩端。

5.根據權利要求1至4中任一所述的變換器，其特征在于，所述變換器還包括：交流側濾波電路和/或直流側濾波電路；

所述交流側濾波電路包括三個交流濾波電感和三個交流濾波電容，所述三個交流濾波電感的同一端分別與所述三個交流濾波電容的同一端并接后，再分別連接所述交流側三相橋式整流電路的交流端，所述三個交流濾波電感的另一端作為變換器的交流輸入端，所述三個交流濾波電容的另一端并接在一起；

所述直流側濾波電路包括直流濾波電容和直流濾波電感，所述直流濾波電容與所述直流側雙向全橋變換電路的二次端并接后，再串接所述直流濾波電感。

6.一種有源三次諧波注入的V2G變換器的控制方法，其特征在于，包括：

獲取開關通斷控制規則，根據所述開關通斷控制規則，控制調節整流逆變輸出；

獲取期望三次諧波注入電流，以所述期望三次諧波注入電流為目標，控制調節三次諧波注入電流；

獲取電池充放電控制模式、電池恒壓恒流控制模式和電池充放電電壓電流參考值，根據所述電池充放電控制模式、所述電池恒壓恒流控制模式、所述電池充放電電壓電流參考值和實際電池電壓電流，控制調節所述變換器的載波信號移相角，以調節所述變換器的基波傳輸功率。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲取開關通斷控制規則，根據所述開關通斷控制規則，控制調節整流逆變輸出具體包括：

判斷獲取所述變換器所處扇區；

根據所述所處扇區及扇區與開關通斷控制規則對應關系確定開關通斷控制規則；

根據所述開關通斷控制規則，通過控制交流側三相橋式整流電路中整流開關和中間準三次諧波注入電路中雙向開關的通斷組合，調節整流逆變輸出。