[發明專利]一種電動汽車單相雙向DC/AC變換器自適應控制方法及其裝置

在審

• 申請號: 201710361029.6
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107124092A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 宋紹劍;陶云峰;劉斌;廖碧蓮;宋春寧
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M7/72
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260
• 代理人: 袁士林

1.一種電動汽車單相雙向DC/AC變換器自適應控制裝置，其特征在于：包括LCL濾波電路、雙向變換電路、電流控制環路、電壓電流采樣電路和電網阻抗在線測量模塊、驅動電路、自適應控制模塊、鎖相環電路；其中電網阻抗在線測量模塊主要是利用網側電壓、電流信息實時測量電網阻抗，自適應控制模塊主要是利用電網阻抗信息實時計算電壓前饋函數，實現實時動態補償電動汽車雙向DC/AC變換器的相位，提高電動汽車雙向DC/AC變換器在弱電網下的自適應能力。

2.使用權利要求1所述裝置實現電動汽車單相雙向DC/AC變換器自適應控制的方法，基本步驟如下：

(1)通過在電動汽車雙向DC/AC變換器的電流控制環的給定輸入處周期性地疊加一個PRBS擾動序列，以測量電網阻抗，其具體過程如下：

步驟一，在電動汽車雙向DC/AC變換器電流環控制器的電流給定輸入端疊加周期性的PRBS擾動信號；其中，PRBS擾動信號的頻率設定為電網基頻50Hz，比特位數N可自定義在5-11之間的任意整數，可以根據測量精度的要求自行選擇；PRBS擾動信號的幅值選擇電動汽車雙向DC/AC變換器額定輸出電流的10％以下；

步驟二，電動汽車雙向DC/AC變換器電流給定輸入端疊加PRBS擾動信號的周期為0.1s，即本裝置在并網并進行電網阻抗測量過程中，會有0.1s的時長進行PRBS擾動信號注入，接著0.1s的時長停止PRBS擾動信號的注入，使得電動汽車雙向DC/AC變換器會周期地處于含擾動與無擾動的兩個狀態；

步驟三，分別采樣在含擾動與無擾動時PCC點的輸出電壓和輸出電流，并進行離散傅里葉分析取得電壓和電流的頻域序列，對頻域序列進行矢量差值運算，取得各頻率下的PRBS激勵擾動和利用求得該時段各頻率下的電網阻抗值；步驟四，該裝置內置程序將步驟二和步驟三周期進行，不斷實時地更新測量得到的電網阻抗頻率特性，完成電網阻抗的在線辨識；

(2)利用諧波線性化方法建立電動汽車雙向DC/AC變換器的小信號阻抗模型Z_k，然后根據實時測量的電網阻抗Z_g計算Z_g/Z_k＝1處的截止頻率及對應的相位裕度，若相位裕度滿足要求(45°-60°)，則無需進行相角補償操作；否則根據最小相位補償原則，計算出需要補償的相位角的大小。

(3)根據計算得到的所需補償相位角的大小和截止頻率，設計電壓前饋補償函數，以實現自適應動態補償電動汽車雙向DC/AC變換器阻抗模型在截止頻率處的相位；

(4)采集電動汽車雙向DC/AC變換器的網側電流i_g和并網點PCC電壓u₀，網側電流i_g經過鎖相環之后與給定電流i_ref相減，再經過控制環G_i(s)后得到信號u_ic，信號u_ic再與并網口電壓u₀經過電壓前饋參數K_f(s)之后形成的電壓信號u_f相加減，相加減之后得到的載波信號e，載波信號e再與三角波比較得到雙向變換橋的SPWM開關信號，從而形成閉環控制，動態補償電動汽車雙向DC/AC變換器電流控制環的相位裕度。